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研究團(tuán)隊(duì)在能谷相關(guān)拓?fù)浣^緣體芯片結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)量子干涉

來源:中國科學(xué)報

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文、浙江大學(xué)戴道鋅等研究組合作,在能谷相關(guān)拓?fù)浣^緣體芯片結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)量子干涉。相關(guān)成果日前發(fā)表于《物理評論快報》。

拓?fù)涔庾訉W(xué)由于具有魯棒的能量輸運(yùn)質(zhì),在光子芯片研究領(lǐng)域具有實(shí)用化的應(yīng)用前景。產(chǎn)生拓?fù)湎嘧兊年P(guān)鍵,在于通過破壞系統(tǒng)的時間反演對稱或空間反演對稱,在能級簡并點(diǎn)產(chǎn)生能隙,從而形成受拓?fù)浔Wo(hù)的邊界態(tài)。具有不同亞晶格能量周期排布的六角光子晶體結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)能谷光子拓?fù)浣^緣體,從而可用于構(gòu)建更緊湊的急劇彎折光學(xué)線路,提高光子芯片的器件集成度和魯棒年來,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中魯棒量子態(tài)傳輸成為熱門研究方向,而量子干涉作為光量子信息過程的核心,尚未在拓?fù)浔Wo(hù)光子晶體芯片中實(shí)現(xiàn)。

研究人員在硅光子晶體體系中設(shè)計并制備出“魚叉”形拓?fù)浞质鹘Y(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)六角晶格結(jié)構(gòu)的光子晶體中電場相位渦旋方向,依賴于不同拓?fù)潢悢?shù)的晶格結(jié)構(gòu),以及其所處的能帶位置,可以構(gòu)造出兩種不同結(jié)構(gòu)的拓?fù)溥吔纭;谀芄认嚓P(guān)方向傳輸機(jī)理,研究人員設(shè)計并加工了拐角可達(dá)120度的“魚叉”形拓?fù)浞质鳎⒀菔玖烁呖梢姸入p光子干涉,干涉可見度達(dá)95.6%。

該成果為拓?fù)涔庾訉W(xué)特別是能谷光子拓?fù)浣^緣體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更深入的量子信息處理過程提供了新思路。審稿人認(rèn)為,這是一個有趣且重要的工作,可能對高保真片上量子信息處理起到重要作用。

標(biāo)簽: 能谷 相關(guān)拓?fù)?/span> 絕緣體 芯片結(jié)構(gòu) 量子干涉

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