導(dǎo)讀：中科大研究人員日前實(shí)現(xiàn)了在量子集成芯片上實(shí)現(xiàn)單個(gè)表面等離子激元的量子干涉，為迄今公開(kāi)報(bào)道的高水平。此次獲得的研究成果，將為我國(guó)在光學(xué)芯片，乃至光學(xué)儀器領(lǐng)域爭(zhēng)取話(huà)語(yǔ)權(quán)。
集成光學(xué)芯片近年來(lái)越來(lái)越引起人們的關(guān)注，它具有尺寸小、可擴(kuò)展、功耗低、穩(wěn)定性高、信號(hào)傳輸速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，在光學(xué)儀器等經(jīng)典光學(xué)中已獲得了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，在量子信息領(lǐng)域的研究也得到了巨大關(guān)注和發(fā)展，量子邏輯門(mén)和Shor算法都已經(jīng)在量子集成光學(xué)芯片中得到了演示。表面等離子激元作為新的信息載體也開(kāi)始被引入到這一領(lǐng)域中來(lái)，因?yàn)樗梢酝黄蒲苌錁O限，將能量束縛在亞波長(zhǎng)尺寸的波導(dǎo)中傳播，從而能進(jìn)一步提高集成光學(xué)芯片的集成化程度。但是表面等離子激元在量子信息中的應(yīng)用研究面臨兩個(gè)主要問(wèn)題：一是目前在表面等離子激元波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的量子干涉的可見(jiàn)度小于50%，低于量子和經(jīng)典的界限，且不能認(rèn)為是真正的量子干涉；二是表面等離子激元結(jié)構(gòu)存在固有損耗，這種損耗會(huì)不會(huì)對(duì)量子干涉的可見(jiàn)度產(chǎn)生影響，從而限制其在量子集成光學(xué)芯片中的應(yīng)用，迄今還存在爭(zhēng)論。
任希鋒研究組利用亞波長(zhǎng)表面等離子激元波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單個(gè)表面等離子激元的量子干涉，可見(jiàn)度達(dá)到95.7%，不僅充分證明了表面等離子激元的波色子特性，而且為在量子信息處理過(guò)程中應(yīng)用表面等離子激元解決了若干關(guān)鍵性難題。工作進(jìn)一步證實(shí)表面等離子激元結(jié)構(gòu)的固有損耗會(huì)對(duì)量子干涉可見(jiàn)度產(chǎn)生影響，但是可以通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)，使得這種影響降低到可以接受的程度，這將對(duì)進(jìn)一步研究表面等離子激元量子信息過(guò)程起到指導(dǎo)作用。
芯片的誕生可以說(shuō)創(chuàng)造了一個(gè)時(shí)代，我們?nèi)缃瘳F(xiàn)實(shí)中所用的芯片全都是集成電路，（集成電路是指集成微米至納米級(jí)晶體管的功能電子元器件）集成電路的重要性已不言而喻，但縱觀世界芯片技術(shù)發(fā)展格局，我國(guó)從總體上看還處于相對(duì)落后的階段。此次中科大在量子集成光學(xué)芯片的研究成果，將為我國(guó)在光學(xué)芯片領(lǐng)域爭(zhēng)取話(huà)語(yǔ)權(quán)。
