我科学家实现国际最优单光子源

    本报合肥1月31日电（记者李陈续 通讯员杨保国）日前，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队在国际上首次实现基于半导体量子点的高效率和高全同性的单光子源，综合性能达到国际最优。对于这项为可扩展光量子信息技术奠定基础的突破性成果，国际权威学术期刊《物理评论快报》、《物理》网站和《自然》杂志先后予以关注并专门报道。

    量子点是通过分子束外延方法制备的半导体量子器件，又被称为“人造原子”，原理上可以为量子信息技术提供理想的单光子源。为了能够真正用于可扩展、实用化的量子信息技术，单光子器件必须同时满足三个核心性能指标：单光子性、高全同性和高提取效率。尽管从2000年开始，国际上许多研究机构对量子点光学调控进行了深入探索，然而这三个核心指标一直无法得到同时满足，因而成为固态量子光学领域15年来悬而未决的重大挑战。

    潘建伟、陆朝阳团队在2013年就首创了量子点脉冲共振激发，实现了当时国际上全同性最好的单光子源。但由于量子点平面腔结构的限制，之前的实验中荧光收集效率较低。为此他们通过高精度分子束外延生长与纳米刻蚀工艺结合，获得了低温下与量子点单光子频率共振的高品质因子光学谐振腔。结果显示，实验产生的单光子源提取效率达66%，单光子性优于99.1%，全同性优于98.6%，在国际上首次同时解决了单光子源的三个关键问题，成为目前国际上综合性能最优秀的单光子源。