中新網(wǎng)廣州7月11日電 (許青青 朱嘉豪 李建平)據中山大學(xué)10日晚消息，該校物理學(xué)院王雪華、劉進(jìn)教授團隊主導提出了一種全新的腔誘導自發(fā)雙光子輻射方案，實(shí)現與單光子輻射強度相當的自發(fā)雙光子輻射，研發(fā)出保真度高達99.4%的按需觸發(fā)式新型微納量子糾纏光源。該研究成果9日在《自然》雜志(Nature)在線(xiàn)發(fā)表。

　　據團隊介紹，在量子世界里，一對光子能像心靈感應的雙胞胎——即使相隔萬(wàn)里，測量其中一個(gè)，另一個(gè)瞬間“回應”。這種神奇的量子糾纏，在量子計算、量子通信和量子精密測量等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。

　　“某些特殊材料，比如我們采用的‘人造原子’結構，有概率在同一時(shí)刻發(fā)射兩個(gè)緊密關(guān)聯(lián)的光子，這種現象被稱(chēng)為‘自發(fā)雙光子輻射’?！闭撐牡谝蛔髡?、中山大學(xué)物理學(xué)院副教授劉順發(fā)介紹，盡管在20世紀60年代，研究人員就已提出相關(guān)的理論預言，但由于原子總是傾向于一次只輻射一個(gè)光子，“雙胞胎”光子的產(chǎn)生概率通常遠遠低于單光子產(chǎn)生概率，實(shí)驗上幾乎無(wú)法觀(guān)測。

　　如今，半導體的材料生長(cháng)與器件加工技術(shù)的突破，為自發(fā)雙光子輻射的實(shí)驗實(shí)現提供了關(guān)鍵支持?！拔覀冊O計了超高品質(zhì)的光學(xué)微腔，并在微納尺度上精細調控光子的產(chǎn)生過(guò)程?！眲㈨槹l(fā)說(shuō)，這種光學(xué)微腔為“雙胞胎”光子的產(chǎn)生搭建了專(zhuān)屬通道，在實(shí)驗中將雙光子的輻射效率從小于0.1%提升到了約50%，從而使制備可控觸發(fā)的糾纏光子對源成為可能。

　　劉順發(fā)表示，該研究基于納米尺寸的固態(tài)“人造原子”結構，提出了一種腔誘導的自發(fā)雙光子輻射方案，在國際上率先實(shí)現了與單光子輻射強度相當的自發(fā)雙光子輻射，突破了“光子輻射的二階量子過(guò)程必然遠弱于一階過(guò)程”的傳統認知，成功制備出保真度高達99.4%的按需觸發(fā)式新型糾纏光子對源。他說(shuō)，“這一指標意味著(zhù)我們的糾纏光子‘心靈感應’的強度極高，也顯示出這項技術(shù)在提升量子通信安全性、量子計算可靠性、量子計量精度等方面的巨大潛力?！?完)