利用硅制造技术构建量子光电路

布里斯托大学科学家的一项新研究使我们能够利用硅制造技术在芯片上构建复杂的量子光电路，从而释放量子计算的革命性潜力，迈出重要一步。

量子计算机为解决即使在最先进的经典超级计算机上也难以解决的问题提供了一种令人兴奋的新方法。

然而，事实证明，在实验室中构建量子计算机极具挑战性。

该大学QET实验室的研究人员正在使用单粒子光子构建一条处理信息量子位的光路。

QE实验室使用与电子行业最初开发的相同的材料和制造设施，来演示硅芯片上高度复杂的电路，这些电路可以精确地处理少量的光子量子位。他们的发现发表在《光学快报》。

虽然电路可以做得几乎任意大，但事实证明，很难同时产生许多完美且相同的光子来处理大量的量子信息。

Imad的Gary Sinclair博士和Imad Faruque博士领导的研究小组着手研究是否可以在单个硅片上制作多个平行光源，以产生完美和相同的单光子。

“我们首次证明，几乎完美的单光子可以从同一个硅片上的两个平行光源中产生，”Imafaruque博士说。

“为了证明这一点，我们从各种来源获得光子，并进行了‘量子干涉’实验：对光子质量的最终检验。”

结果表明，使用当前的技术，在多个光源中并行产生的光子的同一性可以达到92%，使用最新提出的方法应该可以进一步提高这一点。

加里辛克莱博士补充道：“如果要将目前在实验室进行的原理验证实验扩展到足够大的规模，使其成为实用的计算工具，那么并行产生许多相同的单光子是非常重要的。

“我们的实验第一次证明了它的可行性。这一演示标志着硅在利用光子进行量子计算方面迈出了重要的一步，并为快速增加可能的量子计算演示的规模扫清了道路。

“尽管我们的演示是重要的一步，但仍有更多的障碍。我们的下一个目标是使用源设计的最新发展来证明我们产生的光子将具有接近100%的相同光子，而迄今为止已证明的光子为92%。