2023年1月4日，合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司首席科學(xué)家、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授任希鋒，聯(lián)合新加坡國立大學(xué)仇成偉教授、郭強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了基于新型二維材料非線性的量子光源。

為了進(jìn)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(xué)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(shí)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(xué)技術(shù)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(xué)界普遍關(guān)注的、權(quán)威的國際科學(xué)雜志之一，很多具有獨(dú)創(chuàng)性、重要性、前沿性的科學(xué)領(lǐng)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(xué)關(guān)鍵詞之一。

小型化、集成化是解決空間光學(xué)量子系統(tǒng)穩(wěn)定性差、不可擴(kuò)展等問題的理想方案，也是光學(xué)量子計(jì)算、量子通訊等走向大規(guī)模和實(shí)用化的必經(jīng)之路。量子光源作為量子光學(xué)系統(tǒng)必不可缺的部分，其小型化一直是人們研究的重點(diǎn)。任希鋒教授前期與南京大學(xué)等單位合作，將超構(gòu)表面引入到量子信息領(lǐng)域，集成超構(gòu)透鏡陣列與非線性光學(xué)晶體，實(shí)現(xiàn)了100路徑參量下轉(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)中證實(shí)厚度低至46nm的該材料也能制備量子光源，這是目前國際報(bào)道的最薄的非線性量子光源。這項(xiàng)研究不僅為光學(xué)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(jié)構(gòu)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(xué)者，主要從事量子和微納光學(xué)方面的理論和實(shí)驗(yàn)研究，旨在將量子光源、光量子操作及量子測量集成到可擴(kuò)展的光學(xué)芯片上，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化光學(xué)量子計(jì)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(jì)發(fā)表SCI論文一百余篇。

作為量子光學(xué)領(lǐng)域的專家，任希鋒教授近期接受合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司的邀約出任首席科學(xué)家。任教授一直關(guān)注量子光學(xué)走向?qū)嵱没鸵?guī)?；舜渭尤牍枵樾酒?，將進(jìn)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(guān)報(bào)道鏈接：

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)報(bào)道

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/81563.htm

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