記者從(cong) 中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉(wei) 、陸朝陽教授等和德國維爾茲(zi) 堡大學、英國劍橋大學相關(guan) 小組合作，在國際上首創雙色脈衝(chong) 相幹激發理論，為(wei) 光和原子的相互作用等基礎量子光學問題的研究打開了新思路。研究組通過該方法在微腔耦合的半導體(ti) 量子點體(ti) 係上實驗實現了無激光背景的高效率和高品質的單光子源，為(wei) 實現超越經典計算能力的量子計算這一國際學術界稱之為(wei) “量子稱霸”的裏程碑目標提供了新工具。相關(guan) 論文近日發表在國際學術期刊《自然·物理》上。

利用電磁脈衝(chong) 共振驅動和操縱量子比特被廣泛應用於(yu) 包括離子阱、固態缺陷、超導量子線路等各種物理體(ti) 係的量子信息技術。然而，基於(yu) 單色光的共振激發方法在提升光子品質的同時，激發光會(hui) 帶來本底噪聲，一般需要高精度的極化濾波去除，因而會(hui) 導致50%的效率損失。這個(ge) 效率損失使操縱多個(ge) 光子的成功率下降，成為(wei) 以“波色取樣”任務實現超越經典計算能力的“量子霸權”目標的重要障礙。

為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 長期存在的前沿問題，研究團隊設計了雙色脈衝(chong) 相幹激發方法，采用兩(liang) 個(ge) 相位鎖定的雙色失諧脈衝(chong) 激發量子二能級係統。通過理論和實驗相結合的研究方法，發現雙色失諧脈衝(chong) 結合不僅(jin) 可以抵消失諧，有效驅動二能級量子係統，同時，因為(wei) 頻率上沒有和單光子重疊，可直接通過頻率濾波將激光有效濾除，從(cong) 而得到高品質的單光子。

這個(ge) 全新的方法和實驗技術為(wei) 光和二能級原子的相互作用等基礎量子光學問題提供了新的手段，也向著“量子霸權”的科學目標邁進了堅實的一步。