碳化硅集成光量子糾纏器件領(lǐng)域研究獲突破

原標(biāo)題：碳化硅集成光量子糾纏器件領(lǐng)域研究獲突破

記者從哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）獲悉，該校教授宋清海、周宇團隊在碳化硅集成光量子糾纏器件領(lǐng)域取得新突破，將進(jìn)一步推進(jìn)集成光量子信息技術(shù)在量子網(wǎng)絡(luò)和量子傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)論文近日發(fā)表于《自然·通訊》。

研究團隊在絕緣體上的碳化硅材料上制備出單個電子自旋陣列，并通過精細(xì)操控展示了這些自旋的相干特性。

同時，研究團隊將特殊的碳化硅外延層晶圓與氧化硅晶圓結(jié)合，通過磨削和拋光技術(shù)將碳化硅層減薄到200納米。

隨后，研究團隊利用離子注入技術(shù)，在碳化硅層中引入雙空位自旋，并通過光磁共振（ODMR）技術(shù)驗證了自旋相干特性。據(jù)悉，在此次研究的碳化硅中，約有1.1%的碳原子和4.7%的硅原子具有核自旋特性。

宋清海介紹：“我們成功識別了一種特定類型的碳化硅量子缺陷，發(fā)現(xiàn)核自旋與電子自旋之間的強耦合能夠?qū)崿F(xiàn)快速的量子操作?！边@些發(fā)現(xiàn)為碳化硅片上集成的光量子信息處理提供重要基礎(chǔ)。

另悉，研究團隊將這種電子—核糾纏量子寄存器集成到光波導(dǎo)中后，成功實現(xiàn)了接近100%的核自旋極化，并制備出最大糾纏貝爾態(tài)。

周宇說，該實驗結(jié)果表明，量子寄存器的光發(fā)射和自旋在集成后保持穩(wěn)定，糾纏也能夠穩(wěn)定保持在室溫的光波導(dǎo)中。（記者羅云鵬 通訊員李曉慧）