全球首款量子光子芯片问世，美国橡树岭国家实验室打造

据媒体报道，美国橡树岭国家实验室（ORNL）的科学家成功开发出全球首款集成关键量子光子元件的芯片，这一技术突破为可扩展量子互联网的实现奠定了基础。该芯片能够生成和操控纠缠光子，并通过现有的光纤基础设施传输量子信息，同时利用大规模量产技术显著降低了成本与复杂性。
这项研究发表在《Optica Quantum》杂志上，聚焦于一种基于光子的量子计算形式。光子作为光的粒子，被用于创建量子比特并实现信息的传输和存储。与传统比特只能表示 0 或 1 不同，量子比特借助量子叠加现象可以同时处于多种状态，从而实现更复杂、更高效的信息编码。此外，该研究还为量子网络的发展提供了技术支持，量子网络旨在连接远距离量子设备，是构建量子互联网的重要一步。
研究团队将微环谐振器等关键元件集成到单个芯片中，微环谐振器能够生成纠缠光子对，而偏振分束器-旋转器则可以根据光的偏振特性将输入光分离到不同的输出路径。这种设计使得芯片能够直接生成宽带偏振纠缠光子对，为量子信息处理提供了高效解决方案。ORNL 量子研究科学家 Hsuan-Hao Lu 表示：“这些光子与现有的传统光纤网络兼容，利用现成的电信组件即可完成大部分后续工作。”
该芯片展示了超过 116 个不同的通道（即光波颜色）用于信息传输，其中超过 100 个通道具有高保真度，这一数字被研究团队称为“创纪录的成果”。研究的资深作者、普渡大学副教授兼 ORNL 联合任教的 Joe Lukens 表示：“虽然我们并非第一个将这些元件集成到芯片上的团队，但却是首个将这些特定功能整合到单个芯片上的团队。这种芯片可以按照标准化规格制造，为大规模量产铺平了道路，使量子互联网的应用更加普及。”

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