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南京大学"功能集成光量子芯片"成果入选国家"十三五"科技创新成就展

时间:2021-10-25浏览:0

10月21日,为期一周的国家"十三五"科技创新成就展在北京展览馆拉开帷幕,南京大学项目成果"功能集成光量子芯片"入选并亮相成就展。该成果是在陆延青教授主持,祝世宁院士等指导的"量子调控与量子信息"重点专项的资助下,围绕功能集成光子芯片及其应用这一目标,在高维量子光源、光量子芯片构架和移动量子通信平台系统等方面取得的系统性成果。

项目组针对量子光源在提高纠缠维度以及纠缠光子数时光路愈加复杂、系统扩展困难、稳定性弱等共性问题,将超构透镜与非线性光学晶体直接集成,实现了高维度的双光子纠缠光源和多光子源,突破了现有量子光源的技术瓶颈和信息编码维度限制,为发展具有更高信息容量和更高安全性的量子信息技术提供了一条全新的路径。该成果发表在国际顶级期刊Science上(Science 368, 1487 (2020))。

基于超构透镜阵列的量子光源系统

发展多功能光子芯片是实现未来高速低能耗通信、高精密传感、高保密量子信息技术的关键。项目组成员利用集成光学芯片的微纳加工,借助硅的三阶非线性,采用优化设计的干涉型微环谐振腔,通过对芯片上光子的路径模式进行编码,实现了三维纠缠态产生、片上滤波和调控三种功能单元的集成,形成了独特的多功能光量子芯片构架。完成了量子模拟与量子精密测量等应用任务,特别是通过量子态相干性测量直接获得图的完美匹配数,首次验证图的量子模拟实验的可行性。成果发表在Nature合作期刊npj Quantum Information上(npj Quantum Information 6, 30 (2020))。

南大光量子芯片展品和云体验操作平台      多功能集成的光量子芯片

现场主屏展示

芯片化、集成化的量子光源、有源光量子芯片不仅仅可以用于提升量子系统的性能并实现大规模的集成量子系统,而且使量子光学节点的小型化成为可能。此前人们的研究集中在基于光纤和卫星的量子链路,用于实现固定点间的量子链接。项目团队开发了重量仅468克的集成化量子光源,成功搭载于自主研发的无人机平台,实现了首个基于无人机的量子纠缠分发实验,并进一步完成了基于无人机的光中继纠缠分发实验。该移动量子链路有别于固定点间的量子链路,具有即搭即用、机动灵活的特征,能够满足任意时间、地点量子链接的需求,这也为未来构建拓扑结构多节点移动量子网络打下了坚实基础。相关成果分别以封面文章的形式发表在国际顶级综合期刊National Science Review上(National Science Review 7, 921 (2020)),和编辑推荐的形式发表在国际物理学顶级期刊Physical Review Letters上(Physical Review Letters 126, 020503 (2021))。

基于无人机的移动量子通信平台     参展成员在介绍基于无人机的移动量子通信系统

参展团队

本次展览以"创新驱动发展迈向科技强国"为主题,集中展示"十三五"以来贯彻落实党中央关于科技工作重大决策部署,深入实施创新驱动发展战略、建设创新型国家所取得的重大科技成果,彰显科技创新在我国经济社会发展中的重要支撑引领作用。

  • 仙林校区
    南京市栖霞区仙林大道163号
    (86)-25-89683186
    (86)-25-83302728(fax)
    210023

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