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有关大规模硅基集成高维光量子芯片的工作
利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术,实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量。 (图一)基于硅纳米光波导的大规模集成光量子芯片(可实现对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量)       集成光学量子芯片技术,基于量子力学基本物理原理,使用半导体微纳加工工艺实现单片集成光波导量子器件(包括单光子源、量子操控和测量光路,以及单光子探测器等),可以实现对量子信息的载体单光子进行处理、计算、传输和存储等。集成光学量子芯片具有集成度高、稳定性高、性能好、体积小、制造成本低等诸多优点。因此,该技术被普遍认为是一种实现光量子信息应用的有效技术手段。      利用硅基纳米光波导技术实现的光量子芯片具有诸多独特优点,例如与传统微电子加工工艺兼容、可集成度高、非线性效用强、以及工作波长与光纤量子通信兼容等。然而,迄今为止光量子芯片的复杂度仅限于小规模的演示,如集成少数马赫-曾德干涉仪对光子态进行简单操控。因此,我们迫切需要扩大集成量子光路的复杂性和功能性,增强其量子信息处理技术的能力,从而推进量子信息技术的应用。       相干且精确地控制复杂量子器件和多维纠缠系统是量子信息科学和技术领域的一项难点。相对于目前普遍采用的二维体系量子技术,高维体系量子技术具有信息容量大、计算效率高、以及抗噪声性强等诸多优点。最近,多维度量子纠缠系统已分别在光子、超导、离子和量子点等物理体系中实现。利用光子的不同自由度,如轨道角动量模式、时域和频域模式等,可以有效编码和处理多维光量子态。然而,实现高保真度、可编程、及任意通用的高维度量子态操控和量子测量,依然面临很多困难和挑战。       针对上述问题,英国布里斯托尔大学、北京大学、丹麦技术大学、德国马普研究所、西班牙光学研究所和波兰科学院的科研人员密切合作,并取得了突破性进展。研究团队提出并实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式,即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径,从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列,可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。通过单片集成通用型线性光路,可对高维量子纠缠态进行任意操控和任意测量。因此,该多路径高维量子方案具有任意通用性。与此同时,团队充分利用集成光路的高稳定性和高可控性,实现了高保真度的高维量子纠缠态,如4、8和12维度纠缠态的量子态层析结果分别为96、87% 和 81%保真度,远超其他方式制备的高维量子纠缠态性能。       更重要的是,团队通过硅基纳米光子集成技术,实现了目前集成度最复杂的光量子芯片(图一所示),单片集成550多个光量子元器件,包括16个全同的参量四波混频单光子源阵列、93个光学移相器、122个光束分束器、256个波导交叉结构以及64个光栅耦合器,从而达到对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量。       研究进一步利用该高维光量子芯片技术,验证高维度量子纠缠系统的强量子纠缠关联特性,包括普适化贝尔不等式和EPR导引不等式等,证明量子物理和经典物理定律的重要区别。例如,对4维度量子纠缠态,实验观察得到了2.867±0.014的贝尔参数,不仅成功违背经典物理定律61.9个标准差,而且超过普通二维纠缠体系的最大可到达值的2.8个标准差。研究还首次实现高维量子系统的贝尔自检测和量子随机放大等新功能,例如,对3维度最大纠缠态和部分纠缠态的自检测保真度约为76%,对14维以下纠缠态均实现了量子随机放大功能。
北京大学 2021-04-11
一种基于硅基液晶的偏振检测系统及方法
本发明公开了一种基于硅基液晶的偏振检测系统及方法,所述 偏振检测系统包括检偏器、光探测器、硅基液晶驱动模块、控制单元 和用于相位调制的硅基液晶,硅基液晶在硅基液晶驱动模块的驱动下 对待测光进行相位调节,获取一系列偏振光,通过对这一系列偏振光 的分析获取待测光的偏振信息,包括竖直方向与水平方向的振幅及相 位差。本发明的系统在精确可编程控制下,进行偏振态检测与控制, 不受类似于波片的波长敏感性制约;且本发明采用硅基液晶进
华中科技大学 2021-04-14
高效硅基太阳能电池关键材料和应用技术
该项目与南京中电、上海神舟、扬州协鑫等多家协同单位合作,开展表面微纳米结构的设计、高效晶硅表面刻蚀剂的研制、大规模量产工艺技术的突破。
南京工业大学 2021-01-12
基于硅基外腔芯片的窄线宽连续调频激光器
1. 痛点问题 激光雷达在自动驾驶等领域有重要应用。基于调频连续波技术的激光雷达(FMCW Lidar)有着探测距离远、抗干扰和同时测速等优势,被认为是最具应用潜力的激光雷达。激光光源是FMCW激光雷达的核心器件之一,FMCW光源的调频非线性会严重影响激光雷达的分辨率,导致有效工作距离缩短,阻碍激光雷达性能的提升。 2. 解决方案 本成果预期解决目前调频连续波激光雷达(FMCW Lidar)中光源调频非线性的问题。本成果提出一种基于硅基外腔芯片的窄线宽激光器,通过无源硅基外腔芯片反射波长中心频率和反射相位的联合调谐,可以实现高线性的激光输出频率调谐,其原理架构与和实验验证结果如图1所示。从而突破了传统FMCW光源直接通过电流调制进行调频导致的非线性限制,直接产生高线性连续调频光信号。 合作需求 1、需要融资1800~2000万元,完成研发实验室及一期生产线的建设,以及前期工程样品的开发; 2、需要800平米左右万级超净厂房及配套办公面积,希望有兴趣的地区或者园区能够提供优惠的政策与支持; 3、欢迎FMCW激光雷达厂家及其它对FMCW光源有需求的客户合作,联合测试、共同开发; 4、欢迎在硅光设计、光有源、无源耦合及自动化生产等方面的技术、管理专家加盟,共同打造激光雷达的中国光芯,共创美好未来。
清华大学 2022-03-28
双咪唑磺酸基功能化离子液体选择性脱除油品中的氮化物
本发明涉及一种利用双核酸性离子液体选择性脱除油品中碱性(喹啉)和非碱性(吲哚)氮化物的新方法。其特征在于所采用的离子液体为双咪唑SO3H功能化酸性离子液体,在常温常压下即可进行操作,反应结束,经简单处理,回收的离子液体可重复使用。本发明与传统方法相比,其特点是:(1)无需采用背景技术中的酸精制脱氮,显著改善了设备腐蚀和废水排放等问题。(2)所用离子液体脱氮方法条件缓和,操作简单易行,且离子液体可实现重复使用。(3)与其他离子液体相比,所用离子液体能够同时脱除油品碱性和非碱性氮,且保持较高的选择性,一次脱氮即可将氮含量降至10?mg?L-1以下,且克服了原有脱氮剂只能脱除碱性氮或非碱性氮的弊端。
青岛农业大学 2021-04-13
纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体的制备方法
本发明提供了一种纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体的制备方法。其特征在于以粉状钒酸铵、碳质还原剂和微量稀土等催化剂为原料,按一定配比将它们溶于去离子水或蒸馏水中,并搅拌均匀,制得溶液。然后将该溶液加热、干燥,最后得到含有钒源和碳源的前驱体粉末。将前驱体粉末置于高温反应炉中,并通入还原气体作为反应和保护气体,于800~950℃、30~60min条件下,制得平均粒径<100nm、粒度分布均匀的纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体。本方法具有反应温度低、反应时间短、生产成本低、工艺简单等特点,适合工业化生产。
四川大学 2021-04-11
硅基缝隙耦合式的间接式毫米波信号检测仪器
本发明的硅基缝隙耦合式的间接式毫米波信号检测仪器是由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示四大模块组成,传感器由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及间接式热电式功率传感器所构成,整个结构基于高阻Si衬底制作,上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量,下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量;Wilkinson功分器和Wilkinson功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和电阻组成;间接式热电式功率传感器由共面波导、两个电阻以及热
东南大学 2021-04-14
硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器
本发明的硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测仪器是由传感器、模数转换、MCS51单片机和液晶显示三个大模块组成,传感器是由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及直接式热电式功率传感器所构成,该结构制作在高阻Si衬底上,上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量,下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量;Wilkinson功分器和Wilkinson功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和隔离电阻组成;直接式热电式功率传感器主要由共面波导、两个
东南大学 2021-04-14
硅基缝隙耦合式的间接式毫米波信号检测器
本发明的硅基缝隙耦合式的间接式毫米波信号检测器是由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及间接式热电式功率传感器所构成,整个结构基于高阻Si衬底制作,其上有四个缝隙耦合结构,上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量,下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量,在前后缝隙之间有一个移相器;Wilkinson功分器和Wilkinson功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和电阻组成;间接式热电式功率传感器由共面波导、两个电阻以及热电堆所构成,热电
东南大学 2021-04-14
硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测器
本发明的硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测器是由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Wilkinson功分器、Wilkinson功合器以及直接式热电式功率传感器所构成,该结构制作在高阻Si衬底上,其上有四个缝隙耦合结构,上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量,下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量,在前后缝隙之间有个移相器;Wilkinson功分器和Wilkinson功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和隔离电阻组成;直接式热电式功率传感器主要由共面波导、两个热电偶和隔直电容所构成
东南大学 2021-04-14
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