近日,一项震惊全球的科研成果在国际科技界引起了广泛关注。据权威媒体《科技日报》报道,电子科技大学信息与量子实验室携手清华大学以及中国科学院上海微系统与信息技术研究所,共同研制出了一种具有划时代意义的氮化镓量子光源芯片。这一成果不仅是电子科技大学“银杏一号”城域量子互联网研究平台的又一重大突破,更是我国在量子科技领域取得的又一世界成就。
该项成果以“Quantum Light Generation Based on GaN Microring toward Fully On-Chip Source”为题,在国际顶尖学术期刊《物理评论快报》上发表,并因其优秀的科学价值和实践意义被选为“物理亮点”进行重点宣传报道。令人振奋的是,天府绛溪实验室也作为署名单位之一,彰显了四川在量子科技领域的雄厚实力。
量子互联网,这一充满神秘色彩的前沿科技,以其独特的“量子隐形传态”和“量子离物传态”原理,在信息传输方面具有传统互联网无法比拟的优势。它不仅能够实现信息传输的极高安全性,还能确保信息获取的精确性和信息处理的高速性,为未来的信息社会描绘出一幅崭新的蓝图。
而在这幅蓝图中,量子光源芯片无疑是核心器件,它就像点亮“量子房间”的“量子灯泡”,让互联网用户拥有进行量子信息交互的能力。然而,量子光源芯片的研制一直是一个技术难题,传统的材料和方法难以满足日益增长的需求。
正是在这样的背景下,电子科技大学信息与量子实验室等研究团队决定挑战传统,探索新的材料和技术。经过无数次的试验和改良,他们终于在国际上首次将氮化镓材料成功运用于量子光源芯片的研制中。
氮化镓量子光源芯片相较于传统的氮化硅等材料,在输出波长范围等关键指标上取得了显著突破。其输出波长范围从25.6纳米增加到100纳米,这意味着它能够覆盖更广泛的波长范围,为量子互联网的建设提供更多波长资源。同时,氮化镓量子光源芯片还具有单片集成的潜力,为未来的量子互联网发展提供了更多可能性。
这一成果的取得离不开研究团队在材料制备和工艺方面的深入研究和创新。他们通过迭代电子束曝光和干法刻蚀工艺,攻克了高质量氮化镓晶体薄膜生长、波导侧壁与表面散射损耗等技术难题。在蓝宝石衬底上,他们巧妙地加入了一个“缓冲层”,成功获得了用于此次量子光源研制的高晶体质量氮化镓薄膜。
电子科技大学基础与前沿研究院教授、天府绛溪实验室量子互联网前沿研究中心主任周强表示,氮化镓量子光源芯片的研制成功意味着“量子灯泡”可以点亮更多房间。通过为量子互联网的建设提供更多波长资源,它能够满足更多用户采用不同波长接入量子互联网络的需求,进一步推动大容量、长距离、高保真量子互联网的建设。
就在一个多月前,该团队还取得了另一项令人瞩目的成果——将光纤通信波段固态量子存储的容量提升至1650个模式数,这一数字突破了该领域的世界纪录。接连不断的研究进展不仅展示了我国在量子科技领域的强大实力,也为未来的量子互联网建设提供了关键器件基础。
展望未来,随着量子科技的不断发展和应用,我们有理由相信,量子互联网将成为未来信息社会的重要基石。而电子科技大学信息与量子实验室等研究团队在量子光源芯片等领域的创新成果,无疑为这一美好愿景的实现注入了强大的动力。我们期待着他们在未来能够取得更多令人瞩目的成果,为人类社会的科技进步作出更大贡献。