增强的波长转换为更有效的量子信息传输铺平了道路
发布时间：2024-10-16 14:03:14 阅读数： 16
(a)直接GVM，23 (b) TDL实现的QGVM，32和(c)相位匹配SHG过程中的异常GVMM原理图，其中δ=VgSH−1−VgFW−1。来源：Advanced Photonics（2024）。Doi: 10.1117/1.ap.6.5.056012
量子信息技术的发展为更快速、更高效的数据传输创造了条件。然而，当前面临的一个关键难题是要确保量子比特在不同波长间传输时不会丧失其诸如相干性和纠缠性等基本特性。据《先进光子学》报道，上海交通大学的研究人员近日在该领域取得重大突破，他们研发出一种全新的宽带频率转换方法，这无疑是迈向未来量子网络的关键一步。
上海交通大学的科研团队将注意力集中在运用x切割薄膜铌酸锂（TFLN）技术上，这种材料因具备非线性光学特性而闻名遐迩。他们成功实现了宽带二次谐波产生，即把光从一种波长转换为另一种波长的重要过程，其带宽高达 13 纳米。这一成果是通过一种名为模式杂交的过程达成的，该过程能够在微赛道谐振器中实现对频率转换的精确控制。
通讯作者陈宇平教授指出：“鉴于其在波分复用网络、超短脉冲非线性、量子密钥分配以及宽带单光子源生成等方面的广泛应用，具有广泛可调泵浦带宽的高效二阶非线性过程一直是人们长期追求的目标。”“由于 TFLN 平台制造技术取得了巨大进步，这项工作将为超短光脉冲乃至量子态之间的芯片级非线性频率转换开辟道路。”
这一重大突破可能对集成光子系统产生广泛影响。通过实现片上可调频率转换，它为强化量子光源、提高容量复用以及更高效的多通道光信息处理开启了大门。随着研究人员持续探索这些技术，量子信息网络的潜力不断拓展，使我们距离实现其在各类应用中的全部功能越来越近。
