光量子技術(shù)為實現(xiàn)量子通訊技術(shù)、量子模擬、量子信息處理等提供一種可靠方法，目前人們成功使用20個單光子實現(xiàn)了玻色子取樣，能夠在數(shù)百公里進行量子密匙分發(fā)。實現(xiàn)這種復(fù)雜性的光量子技術(shù)需要構(gòu)建包括多光子源、多個光子計數(shù)器、大量可辨別的單光子的體系。

半導(dǎo)體量子點具有較高的亮度和快速產(chǎn)生相干單光子的能力，但是阻礙半導(dǎo)體量子點實現(xiàn)光量子技術(shù)體系的問題在于不同量子點產(chǎn)生的單光子之間量子相干作用或者量子干涉作用非常弱。

有鑒于此，巴塞爾大學(xué)Liang Zhai等報道在兩個完全分開的GaAs量子點分別產(chǎn)生的光子之間實現(xiàn)了相干雙光子，可靠性非常高（93.0±0.8 %）。

本文要點：

(1)在這種光量子相干實驗中，能夠?qū)崿F(xiàn)保留所有的零聲子線發(fā)射，同時僅僅拒絕較弱的邊帶聲子，而且無需進行接收后選擇等。

(2)通過這種量子干涉技術(shù)，構(gòu)建了光子“非”電路，不同來源的光量子之間相互糾纏的保真度達到(85.0±1.0) %，這種糾纏保真度超過傳統(tǒng)技術(shù)的閾值。這種較高的光子相干性是通過高質(zhì)量的量子點、二極管結(jié)構(gòu)和較大的量子點尺寸實現(xiàn)的。這項研究工作展示了GaAs量子點能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模構(gòu)建相干單光子的前景。

參考文獻

Zhai, L., Nguyen, G.N., Spinnler, C. et al. Quantum interference of identical photons from remote GaAs quantum dots. Nat. Nanotechnol. (2022)

DOI: 10.1038/s41565-022-01131-2

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01131-2

來源：半導(dǎo)體技術(shù)情報