近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊在光量子芯片研究中取得重要進展。

中國科大消息顯示，該團隊任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文、浙江大學(xué)戴道鋅等研究組合作，基于光子能谷霍爾效應(yīng)，在能谷相關(guān)拓撲絕緣體芯片結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了量子干涉。

該成果為拓撲光子學(xué)特別是能谷光子拓撲絕緣體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更加深入的量子信息處理過程提供了一個新的思路。

具體來看，任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文課題組合作在硅光子晶體體系中設(shè)計并制備出了“魚叉”形的拓撲分束器結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)六角晶格結(jié)構(gòu)的光子晶體中的電場相位渦旋方向依賴于不同拓撲陳數(shù)的晶格結(jié)構(gòu)以及其所處的能帶位置，可以構(gòu)造出兩種不同結(jié)構(gòu)的拓撲邊界。

據(jù)介紹，基于能谷相關(guān)方向性傳輸?shù)臋C理，設(shè)計并加工了拐角可達到120度的“魚叉”形拓撲分束器，并在此結(jié)構(gòu)上演示了高可見度的雙光子干涉過程，干涉可見度達到95.6%。進一步通過級聯(lián)兩個拓撲分束器結(jié)構(gòu)演示了片上路徑編碼量子糾纏態(tài)的產(chǎn)生。

值得一提的是，該工作得到了科技部、國家基金委、中國科學(xué)院、安徽省以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的資助。（校對/圖圖）