據《先進光子學》雜志上發(fā)表的一項新研究，來自法國納米科學和納米技術中心、巴黎電信公司和意法半導體公司的研究人員，開發(fā)出一種面積小于0.05平方毫米的硅基微諧振器。該諧振器能產生70多個不同的頻率通道，且通道間隔為21GHz。研究人員表示，這是集成光子學領域取得的重要進展，不僅有望推動量子計算的發(fā)展，而且還為超安全通信網絡奠定了基礎。

圖片:d82637a43e2e40f393aac00020106440.jpg

硅基微諧振器（左，掃描電子顯微圖像）為21GHz頻率間隔糾纏光子對提供參數寬帶源，以實現(xiàn)頻率編碼的大規(guī)模量子網絡。

集成光子學利用光子來處理和傳輸信息，是光通信領域的一項創(chuàng)新技術。由于其可擴展性和與現(xiàn)有電信基礎設施的兼容性，集成光子學長期以來一直在量子應用領域占據重要地位。

新的環(huán)形諧振器可高效生成易于操縱的頻率間隔糾纏量子對，這些量子對是構建量子網絡的關鍵組件。該研究關鍵創(chuàng)新在于，能利用這些窄頻率間隔來創(chuàng)建和控制量子狀態(tài)。具體而言，僅需使用3個標準電光器件，就能并行和獨立控制34個單量子比特門。使用集成環(huán)形諧振器，研究人員通過自發(fā)四波混合的過程成功產生了頻率糾纏狀態(tài)。這項技術允許量子相互作用并糾纏，而這是構建量子電路不可或缺的。

為了驗證他們的方法，研究人員對不同頻率區(qū)間的17對最大糾纏量子比特進行了量子狀態(tài)斷層掃描，證實了量子態(tài)的保真度和相干性。這是邁向實用量子計算的重要一步。

研究人員還建立了第一個頻域全連通的5用戶量子網絡。這項研究不僅彰顯了硅光子學在推進量子技術方面的潛力，還為量子計算和安全通信的未來應用鋪平了道路。隨著技術不斷進步，這些集成光電子平臺有望徹底改變依賴安全數據傳輸的行業(yè)，提供前所未有的計算能力和數據安全水平。