2023年1月4日，合肥硅臻芯片技術有限公司首席科學家、中國科學技術大學教授任希鋒，聯(lián)合新加坡國立大學仇成偉教授、郭強兵博士等，共同在國際頂級期刊《Nature》上發(fā)表了題為「Ultrathin quantum light source with van der Waals NbOCl2 crystal」的研究論文。此次任希鋒教授參與的合作研究首次實現(xiàn)了基于新型二維材料非線性的量子光源。
為了進一步提高量子光源的集成化程度，任希鋒教授與新加坡國立大學等單位的合作者一起，首次利用新型二維材料NbOCl2的非線性過程實現(xiàn)了超薄的量子光源，厚度可低至46nm，在二維材料非線性量子光源的研究中取得重大突破，并作為并列通訊作者將研究成果在《Nature》上發(fā)表。此次研究發(fā)現(xiàn)為開發(fā)基于范德華材料的超緊湊片上SPDC源以及經(jīng)典和量子光學技術中的高性能光子調(diào)制器開辟了道路。
首版于1869年的《Nature》雜志是科學界普遍關注的、權威的國際科學雜志之一，很多具有獨創(chuàng)性、重要性、前沿性的科學領域一手研究成果在其上發(fā)表。而“量子”也曾被《Nature》評為2019五個科學關鍵詞之一。
小型化、集成化是解決空間光學量子系統(tǒng)穩(wěn)定性差、不可擴展等問題的理想方案，也是光學量子計算、量子通訊等走向大規(guī)模和實用化的必經(jīng)之路。量子光源作為量子光學系統(tǒng)必不可缺的部分，其小型化一直是人們研究的重點。任希鋒教授前期與南京大學等單位合作，將超構表面引入到量子信息領域，集成超構透鏡陣列與非線性光學晶體，實現(xiàn)了100路徑參量下轉換，制備了超高維量子糾纏態(tài)和多光子源。本次研究中，任希鋒教授與合作者們采用了一種新型NbOCl2材料，并在實驗中證實厚度低至46nm的該材料也能制備量子光源，這是目前國際報道的最薄的非線性量子光源。這項研究不僅為光學量子信息研究提供了一種可集成的量子光源，也為二維材料的非線性研究開辟了一個新的方向。
NbOCl2晶體的結構測試，單層厚度約0.65nm
基于NbOCl2二維材料的量子光源
任希鋒教授作為教育部青年長江學者，主要從事量子和微納光學方面的理論和實驗研究，旨在將量子光源、光量子操作及量子測量集成到可擴展的光學芯片上，實現(xiàn)實用化光學量子計算、量子模擬與量子精密測量。近5年時間內(nèi)，其以第一作者、通訊作者(含并列)身份發(fā)表論文三十余篇，包含Science 1篇， Nature 1篇等，共計發(fā)表SCI論文一百余篇。
作為量子光學領域的專家，任希鋒教授近期接受合肥硅臻芯片技術有限公司的邀約出任首席科學家。任教授一直關注量子光學走向實用化和規(guī)?；?，此次加入硅臻芯片，將進一步推動量子科技產(chǎn)業(yè)化落地。
《Nature》論文鏈接如下：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05393-7
相關報道鏈接：
中國科學技術大學報道
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/81563.htm
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