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有關(guān)大規(guī)模硅基集成高維光
量子
芯片的工作
利用大規(guī)模集成硅基納米光量子芯片技術(shù),實現(xiàn)對高維度光量子糾纏體系的高精度和普適化量子調(diào)控和量子測量。 (圖一)基于硅納米光波導(dǎo)的大規(guī)模集成光量子芯片(可實現(xiàn)對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量) 集成光學(xué)量子芯片技術(shù),基于量子力學(xué)基本物理原理,使用半導(dǎo)體微納加工工藝實現(xiàn)單片集成光波導(dǎo)量子器件(包括單光子源、量子操控和測量光路,以及單光子探測器等),可以實現(xiàn)對量子信息的載體單光子進(jìn)行處理、計算、傳輸和存儲等。集成光學(xué)量子芯片具有集成度高、穩(wěn)定性高、性能好、體積小、制造成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此,該技術(shù)被普遍認(rèn)為是一種實現(xiàn)光量子信息應(yīng)用的有效技術(shù)手段。 利用硅基納米光波導(dǎo)技術(shù)實現(xiàn)的光量子芯片具有諸多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),例如與傳統(tǒng)微電子加工工藝兼容、可集成度高、非線性效用強(qiáng)、以及工作波長與光纖量子通信兼容等。然而,迄今為止光量子芯片的復(fù)雜度僅限于小規(guī)模的演示,如集成少數(shù)馬赫-曾德干涉儀對光子態(tài)進(jìn)行簡單操控。因此,我們迫切需要擴(kuò)大集成量子光路的復(fù)雜性和功能性,增強(qiáng)其量子信息處理技術(shù)的能力,從而推進(jìn)量子信息技術(shù)的應(yīng)用。 相干且精確地控制復(fù)雜量子器件和多維糾纏系統(tǒng)是量子信息科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的一項難點(diǎn)。相對于目前普遍采用的二維體系量子技術(shù),高維體系量子技術(shù)具有信息容量大、計算效率高、以及抗噪聲性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。最近,多維度量子糾纏系統(tǒng)已分別在光子、超導(dǎo)、離子和量子點(diǎn)等物理體系中實現(xiàn)。利用光子的不同自由度,如軌道角動量模式、時域和頻域模式等,可以有效編碼和處理多維光量子態(tài)。然而,實現(xiàn)高保真度、可編程、及任意通用的高維度量子態(tài)操控和量子測量,依然面臨很多困難和挑戰(zhàn)。 針對上述問題,英國布里斯托爾大學(xué)、北京大學(xué)、丹麥技術(shù)大學(xué)、德國馬普研究所、西班牙光學(xué)研究所和波蘭科學(xué)院的科研人員密切合作,并取得了突破性進(jìn)展。研究團(tuán)隊提出并實現(xiàn)了一種新型的多路徑加載高維量子態(tài)方式,即每個光子以量子疊加態(tài)的形式同時存在于多條光波導(dǎo)路徑,從而實現(xiàn)了一個高達(dá)15×15的高維量子糾纏系統(tǒng)。通過可控地激發(fā)16個參量四波混頻單光子源陣列,可以制備具有任意復(fù)系數(shù)的高維度量子糾纏態(tài)。通過單片集成通用型線性光路,可對高維量子糾纏態(tài)進(jìn)行任意操控和任意測量。因此,該多路徑高維量子方案具有任意通用性。與此同時,團(tuán)隊充分利用集成光路的高穩(wěn)定性和高可控性,實現(xiàn)了高保真度的高維量子糾纏態(tài),如4、8和12維度糾纏態(tài)的量子態(tài)層析結(jié)果分別為96、87% 和 81%保真度,遠(yuǎn)超其他方式制備的高維量子糾纏態(tài)性能。 更重要的是,團(tuán)隊通過硅基納米光子集成技術(shù),實現(xiàn)了目前集成度最復(fù)雜的光量子芯片(圖一所示),單片集成550多個光量子元器件,包括16個全同的參量四波混頻單光子源陣列、93個光學(xué)移相器、122個光束分束器、256個波導(dǎo)交叉結(jié)構(gòu)以及64個光柵耦合器,從而達(dá)到對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量。 研究進(jìn)一步利用該高維光量子芯片技術(shù),驗證高維度量子糾纏系統(tǒng)的強(qiáng)量子糾纏關(guān)聯(lián)特性,包括普適化貝爾不等式和EPR導(dǎo)引不等式等,證明量子物理和經(jīng)典物理定律的重要區(qū)別。例如,對4維度量子糾纏態(tài),實驗觀察得到了2.867±0.014的貝爾參數(shù),不僅成功違背經(jīng)典物理定律61.9個標(biāo)準(zhǔn)差,而且超過普通二維糾纏體系的最大可到達(dá)值的2.8個標(biāo)準(zhǔn)差。研究還首次實現(xiàn)高維量子系統(tǒng)的貝爾自檢測和量子隨機(jī)放大等新功能,例如,對3維度最大糾纏態(tài)和部分糾纏態(tài)的自檢測保真度約為76%,對14維以下糾纏態(tài)均實現(xiàn)了量子隨機(jī)放大功能。
北京大學(xué)
2021-04-11
中國科大制備出發(fā)光具有方向性的
量子
點(diǎn)
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院微觀磁共振重點(diǎn)實驗室杜江峰院士、樊逢佳教授等人與多倫多大學(xué)OleksandrVoznyy教授合作,在膠體量子點(diǎn)發(fā)光材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
2022-03-15
一種控制 PbS 或 PbSe
量子
點(diǎn)尺寸分布的方法
本發(fā)明公開了一種控制 PbS 或 PbSe 量子點(diǎn)尺寸分布的方法,其 步驟包括:(1)首先在鉛的前驅(qū)物中注入較大尺寸的 CdSe(或者 CdS)量 子點(diǎn),此時通過陽離子交換反應(yīng)得到了較大尺寸 PbSe(或者 PbS)量子 點(diǎn),(2)然后繼續(xù)注入較小尺寸 CdSe(或者 CdS)量子點(diǎn),這時通過陽離 子交換反應(yīng)會得到較小尺寸 PbSe(或者 PbS)量子點(diǎn),(3)然后在奧斯特 瓦爾德熟化效應(yīng)的作用下, PbSe(或者 PbS)量子點(diǎn)的尺寸分布會越來越 窄,從而控制了 PbSe(或者 PbS)量子點(diǎn)的尺
華中科技大學(xué)
2021-04-14
一種控制 PbS 或 PbSe
量子
點(diǎn)尺寸分布的方法
本發(fā)明公開了一種控制 PbS 或 PbSe 量子點(diǎn)尺寸分布的方法,其 步驟包括:(1)首先在鉛的前驅(qū)物中注入較大尺寸的 CdSe(或者 CdS)量 子點(diǎn),此時通過陽離子交換反應(yīng)得到了較大尺寸 PbSe(或者 PbS)量子 點(diǎn),(2)然后繼續(xù)注入較小尺寸 CdSe(或者 CdS)量子點(diǎn),這時通過陽離 子交換反應(yīng)會得到較小尺寸 PbSe(或者 PbS)量子點(diǎn),(3)然后在奧斯特 瓦爾德熟化效應(yīng)的作用下,PbSe(或者 PbS)量子點(diǎn)的
華中科技大學(xué)
2021-04-14
安徽問天
量子
科技股份有限公司
安徽問天量子科技股份有限公司
2022-05-24
供應(yīng)光纖光譜儀/微型光譜儀//長春博盛
量子
產(chǎn)品詳細(xì)介紹 光纖光譜儀產(chǎn)品名稱: Maya2000-Pro產(chǎn)品名稱: S1024 高井深光譜儀產(chǎn)品名稱: QE65000科研級的光譜儀 產(chǎn)品名稱: NIR-256 溫度可調(diào)的近紅外(NIR)光譜儀 產(chǎn)品名稱: NIR-512 溫度可調(diào)的近紅外(NIR)光譜儀 產(chǎn)品名稱: HR4000高分辨率光譜儀 產(chǎn)品名稱: HR2000+高分辨率光譜儀 產(chǎn)品名稱: USB4000微型光譜儀特點(diǎn)? 5種觸發(fā)方式? 響應(yīng)波長200-1100nm? 10μs積分時間? 光學(xué)分辨率(FWHM可達(dá)0.02nm) ? 電子快門可以防止飽和 ? 量子效率高達(dá)90% ? 更高的系統(tǒng)靈敏度 ? 優(yōu)異的紫外光響應(yīng)能力 ? 滿足低亮度級別應(yīng)用的條件? 板載微控器 ? 即插即用USB ? 光學(xué)平臺 ? 安裝和使用手冊 ? 采用附件 ? 規(guī)格應(yīng)用范圍:適用于激光及環(huán)境檢測、成分分析等各種測量,而且小巧方便,價格較國內(nèi)的許多光學(xué)儀器都非常的低廉,可以看做是一款近民用的光學(xué)儀器,非常適用于科學(xué)研究已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在全國的各大院校當(dāng)中
長春博盛量子科技有限公司
2021-08-23
供應(yīng)激光功率計、激光能量計//長春博盛
量子
產(chǎn)品詳細(xì)介紹
長春博盛量子科技有限公司
2021-08-23
碳纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基復(fù)合
材料
碳纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基復(fù)合材料耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、韌性高,能夠廣泛用于能源、交通、化工等領(lǐng)域的關(guān)鍵部件,比如摩擦制動材料、耐化學(xué)腐蝕葉片等。
東南大學(xué)
2025-02-08
長壽命磷酸鹽鈉離子電池正極
材料
研發(fā)團(tuán)隊針對NASICON型結(jié)構(gòu)鈉離子電池正極材料面臨的瓶頸問題,通過新穎的合成方法和材料晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念,成功開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的長壽命、高功率和低成本的鈉離子電池及其超穩(wěn)定的正極材料。材料合成方法簡單,反應(yīng)條件溫和,不需要特殊設(shè)備,目前已完成實驗室中試,具備了公斤級的制備能力。成果具有高的振實密度,可實現(xiàn)高體積能量密度,具有非常優(yōu)秀的實用化潛力。 意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件:中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持
東北師范大學(xué)
2025-05-16
高性能低膨脹鋁基復(fù)合
材料
及構(gòu)件
衛(wèi)星在軌運(yùn)行和返回過程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境,構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務(wù)高可靠的關(guān)鍵。針對衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導(dǎo)致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問題。我校陳駿教授團(tuán)隊以原創(chuàng)的負(fù)熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料,并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件,首次將負(fù)熱膨脹技術(shù)應(yīng)用到我國的衛(wèi)星上,填補(bǔ)了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應(yīng)用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強(qiáng)、界面應(yīng)力大幅度減小,保證了衛(wèi)星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收,助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實踐十九號衛(wèi)星成功返回(圖片來源國家航天局) 圖2 高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料及構(gòu)件應(yīng)用于全球首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗衛(wèi)星(圖片來源央視新聞頻道)
北京科技大學(xué)
2025-05-21
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