新型谐振器可以有效地产生纠缠量子对，为构建超安全通信网络奠定基础

科技日报记者 张佳欣

根据《先进光子学》杂志发表的一项新研究，一种面积小于0.05平方毫米的硅基微谐振器，由法国纳米科学与纳米技术中心、巴黎电信公司和意法半导体公司的研究人员开发。这种谐振器可以产生超过70个不同频率的通道，通道间隔为21GHz。谐振器可以产生70多个不同的频率通道，通道间隔为21GHz。研究人员表示，这是集成光子学领域的重要进展，不仅有望促进量子计算的发展，也为超安全通信网络奠定了基础。

为实现频率编码的大规模量子网络，硅基微谐振器(左、扫描电子显微图像)为21GHz频率间隔纠缠光子提供参数宽带源。

图片来源：《先进光子学》杂志

在光通信领域，集成光子学利用光子进行信息处理和传输，是一项创新技术。集成光子学因其可扩展性和与现有电信基础设施的兼容性，长期以来一直在量子应用领域发挥着重要作用。

新型环形谐振器可以有效地产生易于操作的频率间隔纠缠量子对，这是构建量子网络的关键组成部分。这项研究的关键创新是利用这些狭窄的频率间隔来创建和控制量子状态。具体来说，只要使用3个标准的电光器件，就可以并行独立地控制34个单量子比特。利用集成环形谐振器，研究者通过自发四波混合成功地产生了频率纠缠状态。该技术允许量子相互作用和纠缠，这是构建量子电路不可缺少的。

为了验证他们的方法，研究人员扫描了不同频率范围内最大纠缠量子比特的17个量子状态断层，确认了量子状态的保真度和相关性。在实用量子计算中，这是一个重要步骤。

研究者们还建立了5个用户量子网络，第一个频域完全连接。这项研究不仅展示了硅光子学在推进量子技术方面的潜力，也为未来应用量子计算和安全通信铺平了道路。伴随着技术的不断进步，这些集成光电平台有望彻底改变依赖安全数据传输的行业，提供前所未有的计算能力和数据安全水平。