中国科学院中国科学技术大学郭光灿院士和任喜峰教授团队基于自发四波混频实现低温量子光子源(SFWM)效果。结果发表在《Optica》上。

量子光子集成电路(QPIC)具有极高的相位稳定性和可重构性，是强大的平台，通过重要的构建模块推动了广泛的量子信息应用，并正在成为通过混合集成技术连接不同量子系统的可能候选者。

目前对QPIC的研究主要集中在环境温度下工作，而许多量子器件必须在低温条件下工作。此外，为了可扩展的光子量子计算和不同量子系统之间的接口，量子技术必须相互兼容。因此，在室温下设计的QPIC，特别是那些涉及非线性过程的QPIC，应该能够在低温环境下工作。

研究人员将目光投向了SFWM效应，因为它在各种非线性过程和量子应用中具有出色的性能。他们通过研究低温操作条件下集成硅波导的SFWM效应，取得了突破。他们透露，该效应对于产生量子光子源仍然具有良好的性能。

然后，研究人员研究了产生低温光子对的光子对源制备过程中的噪声，并通过约2THz的带宽进行了实验验证。

最后，在迈克尔逊干涉仪的帮助下，他们研究了频率复用的能量-时间纠缠态。

中国科大研究人员通过低温集成量子纠缠光源的制备，展示了低温非线性光子学的重要组成部分。结果将有利于集成的可扩展量子信息应用。正如Optica的审稿人所说，本文为低温环境中集成量子光学的研究提供了有用的见解。

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