四川研發又一關鍵器件 推動量子互聯網發展

“銀杏一號”量子互聯實驗平臺上新！12月23日記者獲悉，日前，電子科技大學-天府絳溪實驗室聯合團隊與山東大學合作，在國際上首次實現基于摻鉺鈮酸鋰晶體波導的光-原子糾纏芯片，將從基礎元件角度推動長距離、大帶寬量子糾纏互聯系統的向前發展。

據電子科技大學教授、天府絳溪實驗室量子互聯網前沿研究中心主任周強介紹，摻鉺鈮酸鋰光-原子糾纏芯片是一種基于摻鉺鈮酸鋰晶體波導的集成量子糾纏存儲器件。該芯片兼容現有的光纖通信基礎設施，支持多通道寬帶量子糾纏存儲，結合量子糾纏光源，可進一步構建光-原子糾纏界面，擴展量子互聯網的覆蓋范圍。

光-原子糾纏界面是構建量子互聯網的重要組成部件之一。合作研究團隊采用激光直寫技術在摻鉺鈮酸鋰晶體中制備出高質量光波導，大幅提升了系統的集成度和穩定性，未來具備大規模制備的潛力。這是國內外首次在實驗上實現此類集成光-原子糾纏芯片。

此次報道的光-原子糾纏芯片具有帶寬為4GHz的5頻道寬帶量子存儲單元，用于存儲外部輸入糾纏光子對中的一組光子，進而與糾纏光子對中的另一組光子形成光-原子糾纏界面。該集成芯片與現有的光纖網絡兼容，將為構建高效率、大規模的量子互聯網奠定器件基礎，進一步推動以“銀杏一號”為代表的量子互聯網絡的向前發展。

在研究過程中，合作研究團隊自主可控地完成了“材料生長-器件制備-封裝測試”等系列工作，攻克了低濃度摻鉺鈮酸鋰晶體生長、小缺陷晶體波導制備、高可靠光纖芯片極低溫耦合封裝等材料器件工藝困難，并系統測試了芯片的光-原子糾纏特性。

該光-原子糾纏芯片工作在光纖通信波段，總工作帶寬達20GHz，性能達到此類器件的國際先進水平。此次新進展已于近期發表在國際知名學術刊物《PhotonicsResearch》上，是“銀杏一號”在大容量量子存儲、集成量子存儲芯片基礎上的又一次創新突破。