高性能量子频率转换:从紫外波段到电信波段

量子频率转换(QFC)对于弥合静态量子位与低损耗光通信信道之间的光谱间隙至关重要。该研究团队在薄膜铌酸锂平台上实现了3.07微米一阶准相位匹配周期的短波长泵浦QFC,成功将紫外光子转换至电信C波段。通过建立归一化转换效率与短周期相位匹配波导中畴缺陷关联的理论模型,研究人员发现沿波导方向的畴缺陷临界容限应≤2个(两端除外)。基于此,该工作通过制备优化使基模的归一化转换效率理论极限达到839%/(W*cm²)。此外,团队提出利用差频生成与自发参量下转换的逆向调谐特性,实现了短波长泵浦的鲁棒噪声抑制策略。结合超窄带滤波技术,最终获得28.8%的创纪录外联效率与每秒35计数的超低噪声。这种连接紫外波段与电信波段的高性能QFC满足了可扩展量子网络中长寿命远程离子-离子纠缠的严苛要求[刘文哲等,《自然》(2026)]。

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提交arXiv: 2026-03-02 11:15

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