科技日報北京3月2日電 （記者華凌）記者2日從北京量子信息科學研究院獲悉，該院袁之良團隊聯(lián)合中國科學院半導體研究所牛智川團隊，在固態(tài)量子光源研究上取得重要進展，成功研發(fā)出一款高效率、高純度的雙光子發(fā)射器。這項工作在單量子點發(fā)射體實現(xiàn)雙光子態(tài)領域邁出了關鍵一步，具有里程碑意義。相關研究于當日發(fā)表在國際期刊《自然·材料》上。
量子光源是量子科技的核心器件之一，確定性雙光子光源在量子測量、量子成像以及量子生物醫(yī)學等領域都有著關鍵作用。傳統(tǒng)光源在產(chǎn)生雙光子時，容易出現(xiàn)多余光子干擾，難以實現(xiàn)純凈、穩(wěn)定的雙光子輸出，而利用單量子點又長期面臨效率低、雙光子純度不足等技術難題。
針對這一瓶頸，科研團隊創(chuàng)新采用獨特的激發(fā)方式來激發(fā)半導體量子點微柱腔結構，讓單個電子—空穴對確定性地進入長壽命的暗激子狀態(tài)，從而更高效、更精準地實現(xiàn)雙激子態(tài)填充。同時，研究團隊利用能級簡并的特性，讓單一共振模式同時增強兩級光子輻射，在保證光子純凈度的同時，大幅提升了雙光子的發(fā)射效率。
實驗結果表明，這款新型量子光源表現(xiàn)出極強的雙光子聚束效果，在脈沖激發(fā)條件下，98.3%的發(fā)射光子都以成對形式出現(xiàn)，雙光子發(fā)射效率達到29.9%，是目前國際上固態(tài)量子光源中兼顧高純度與高效率的頂尖水平?？蒲袌F隊還通過理論模型完整解釋了這一發(fā)光機制，為后續(xù)優(yōu)化提供了清晰的理論依據(jù)。
此項突破有望進一步推動我國量子光源實用化發(fā)展，為未來量子精密測量、量子成像等技術落地提供重要支撐。
（責任編輯：蔡文斌）
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