3月5日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（簡(jiǎn)稱“中國(guó)科大”）獲悉，該校潘建偉、陸朝陽(yáng)、霍永恒等在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)效率超越可擴(kuò)展線性光量子計(jì)算損失容忍閾值的高性能單光子源，相關(guān)綜合指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際最先進(jìn)水平，為未來實(shí)現(xiàn)通用光量子計(jì)算奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果已于2月28日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》上。

　　光子作為量子信息處理的重要載體，具有速度快、室溫操作、抗環(huán)境干擾強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，但光子易損失的物理特性一直是大規(guī)模光量子計(jì)算的核心挑戰(zhàn)。理論表明，單光子源的效率必須高于2/3的閾值，可擴(kuò)展的線性光量子計(jì)算才具備可行性。然而，歷經(jīng)近半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)攻關(guān)，此前所有確定性全同單光子源的效率始終未能突破該閾值，成為制約光量子計(jì)算發(fā)展的關(guān)鍵障礙。

　　為攻克該難題，中國(guó)科大研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種可調(diào)諧的開放式光學(xué)微腔，實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)與微腔在諧振頻率及空間定位的雙重精準(zhǔn)耦合，解決了傳統(tǒng)固定式微腔的失諧難題。此外，團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種脈沖整形激發(fā)技術(shù)，使單光子源的整體性能得到顯著提升。

　　數(shù)據(jù)顯示，該單光子源的單光子性優(yōu)于98.0%，光子全同性優(yōu)于98.6%，系統(tǒng)效率達(dá)到71.2%，提取效率達(dá)到80.6%，首次突破了2/3的損失容忍閾值，并實(shí)現(xiàn)了1.89 dB的強(qiáng)度壓縮。相關(guān)綜合指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際最先進(jìn)水平。

　　該項(xiàng)研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中國(guó)科學(xué)院、安徽省、上海市等的支持。