量子光源,是量子光學系統中產生光量子的裝置,作為光子源,其在量子光學系統中不可或缺。
量子光源的性能要求主要包括輸出功率穩定、覆蓋波段范圍寬、響應速度快、集成度高、可靠性高等。量子光源可以應用在量子計算、量子通信等領域。量子計算調控量子信息單元進行計算,能夠突破經典算力瓶頸。量子通信利用量子計算為通信數據加密實現安全通信。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年中國量子光源行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,量子科技擁有巨大研究與應用價值,近年來,我國量子科技發展極為迅速,在全球市場中處于領先地位。為提高量子光學系統的穩定性、可擴展性,以及推動量子計算、量子通信等技術規;瘧寐涞,量子光學系統中各組件小型化、集成化發展是必然趨勢,因此小型化、集成化的量子光源研究極為重要。
量子光源芯片是量子光源小型化、集成化發展的重要方向之一,將光量子平臺與芯片技術相結合,使多個光子元器件集成在單個芯片上,具有結構緊湊、穩定性好的特點。量子光源芯片的制造材料可以采用砷化鋁鎵、磷化銦、碳化硅、氮化硅、氮化鎵等。隨著科技不斷進步,新型材料不斷應用,量子光源芯片的兼容性、穩定性、集成度等正在不斷優化,成本也在不斷下降。
2023年4月,德國漢諾威大學、荷蘭特文特大學合作,研制出了一種完全集成在芯片上的能夠發射糾纏光子的量子光源,將量子光源尺寸縮小了1000多倍,相關成果發表于《Nature Photonics》。
新思界
行業分析人士表示,在我國,2024年4月,電子科技大學、清華大學、中國科學院上海微系統所等機構合作,在國際上首次將氮化鎵材料應用于量子光源芯片研制中,通過迭代電子束曝光、干法刻蝕工藝,攻克了高質量氮化鎵晶體薄膜生長、波導側壁與表面散射損耗等技術難題,相關成果發表于《Physical Review Letters》。
除此之外,我國量子光源相關研究成果還有,中國科學技術大學與新加坡國立大學合作,首次利用新型二維材料NbOCl2的非線性過程實現了46nm超薄的量子光源;中國電科研制出一體式帶寬可調量子光源模塊,可應用在量子通信系統的量子隨機數發生器(QRNG)中,突破了量子隨機數發生器小型化、芯片化的發展瓶頸。我國量子光源相關研究成果不斷增多,為量子科技發展奠定了堅實基礎。
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