2024年4月18日,電子科技大學信息與量子實驗室的研究團隊與清華大學、中國科學院上海微系統與信息技術研究所合作,成功研制出世界首個氮化鎵量子光源芯片。這一成果是電子科技大學“銀杏一號”城域量子互聯網研究平臺的重要進展,相關成果已發表在《物理評論快報》上。
量子光源芯片是量子互聯網的核心器件,被稱為“量子燈泡”,因為它能讓互聯網用戶進行量子信息交互。研究團隊通過迭代電子束曝光和干法刻蝕工藝,攻克了高質量氮化鎵晶體薄膜生長、波導側壁與表面散射損耗等技術難題,成功將氮化鎵材料應用于量子光源芯片。
目前,量子光源芯片多使用氮化硅等材料進行研制。與這些材料相比,氮化鎵量子光源芯片在輸出波長范圍等關鍵指標上取得了重大突破,其輸出波長范圍從25.6納米增加到100納米,并且可以朝著單片集成發展。這意味著“量子燈泡”可以點亮更多“房間”,即為量子互聯網的建設提供更多波長資源,滿足更多用戶采用不同波長接入量子互聯網絡的需求。
此外,該團隊近期還將光纖通信波段固態量子存儲的容量提升至1650個模式數,打破了該領域的世界紀錄。這些連續的研究進展為構建大容量、長距離、高保真量子互聯網提供了關鍵器件基礎。