近日，濟南量子技術(shù)研究院張強教授、謝秀平高工、劉洋研究員、鄭名揚副研究員團隊與中國科學技術(shù)大學潘建偉院士團隊合作，基于絕緣體上鈮酸鋰（lithium niobate on insulator，LNOI）納米光學平臺，成功實現(xiàn)低噪聲的量子頻率轉(zhuǎn)換過程。相關研究成果發(fā)表在著名期刊《npj quantum information》上，論文第一作者為中國科學技術(shù)大學和濟南量子技術(shù)研究院聯(lián)合培養(yǎng)博士王喜娜。 CXtU"X  
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鈮酸鋰是一種綜合性能優(yōu)異的傳統(tǒng)鐵電材料，具有電光、非線性、壓電、聲光、光折變、熱電等多種效應。近年來，這種已面世半個世紀之久的傳統(tǒng)材料正在薄膜集成光子學領域迎來一場革命�；�于LNOI平臺的系列量子光學器件都展示出前所未有的性能。量子頻率轉(zhuǎn)換在實現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換的過程中保持量子態(tài)不變，在量子信息領域發(fā)揮著重要作用，例如單光子探測、遠距離量子存儲器接口、不同量子系統(tǒng)間的接口、顏色無關的頻率轉(zhuǎn)換等。 qW 1V85FG  
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研究團隊在LNOI平臺上實現(xiàn)了低噪聲（約900cps）的量子頻率轉(zhuǎn)換過程，內(nèi)部轉(zhuǎn)換效率約73%，芯片歸一化轉(zhuǎn)換效率達到(2837±97)%/(W∙㎝²)。這一過程采用長波泵浦技術(shù)實現(xiàn)通信波段光子與近可見光波段光子的波長轉(zhuǎn)換。此外，研究人員采用預報單光子源驗證了在頻率轉(zhuǎn)換過程中，量子統(tǒng)計特性保持不變。作為量子集成光路的重要單元結(jié)構(gòu)，該低噪聲量子頻率轉(zhuǎn)換器為基于LNOI平臺的集成化量子光學芯片提供了重要支持。 A|}l)!%  
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另外，研究人員基于該頻率轉(zhuǎn)換芯片搭建了上轉(zhuǎn)換單光子探測系統(tǒng)，實現(xiàn)了約8.7%的探測效率及約300cps的暗計數(shù)，這向?qū)崿F(xiàn)LNOI片上頻率轉(zhuǎn)換單光子探測邁出堅實一步。 ^7]"kg DA  
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該研究得到山東省重點研發(fā)計劃項目、山東省自然科學基金項目、山東省泰山學者工程和濟南市泉城產(chǎn)業(yè)領軍人才計劃項目資助，得到濟南市、濟南高新區(qū)支持。 B~'MBBD"  
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論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41534-023-00704-w