2月4日，英國《自然》子刊《自然—納米技術(shù)》以長文形式，發(fā)表了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、陸朝陽等人關(guān)于量子點(diǎn)脈沖共振熒光確定性高品質(zhì)單光子源的研究工作。這是我國量子點(diǎn)光學(xué)量子調(diào)控領(lǐng)域發(fā)表在《自然》系列期刊上的第一篇論文。

量子點(diǎn)是一種通過分子束外延方法制備的納米晶體，又被稱為“人造原子”，可以為量子保密通信和光學(xué)量子計(jì)算提供理想的單光子源。此前，美國加州大學(xué)、斯坦福大學(xué)和英國劍橋大學(xué)等研究組實(shí)現(xiàn)了基于非共振激發(fā)量子點(diǎn)產(chǎn)生的單光子源。然而，由于單光子發(fā)射時間抖動、激子退相干等，不可避免地引起光子品質(zhì)下降，光子全同性只能達(dá)到70%左右，無法進(jìn)一步應(yīng)用于可擴(kuò)展量子信息處理。

要發(fā)展能夠真正實(shí)用化的光量子信息技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)之一是實(shí)現(xiàn)確定性的高品質(zhì)單光子源。為此，微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室的潘建偉、陸朝陽等在國際上首次發(fā)展了一套新穎的量子點(diǎn)脈沖共振光學(xué)激發(fā)、多重濾波技術(shù)，顯著消除了消相干效應(yīng)，解決了單光子源的確定性和高品質(zhì)這兩個基本問題。

實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的單光子源信噪比超過300：1，二階關(guān)聯(lián)函數(shù)小于1.5%，光子全同性優(yōu)于97%，這些技術(shù)指標(biāo)使得中國在這一領(lǐng)域的研究躋身世界前列，為可擴(kuò)展光學(xué)量子計(jì)算和基于自旋的固態(tài)量子網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。審稿人稱贊這是一個“令人驚喜的高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)”。

（原載于《中國科學(xué)報(bào)》2013-02-07 第1版 要聞)