量子光源　集成硬幣大小晶片上

編譯／高晟鈞

量子比特（Qubits）是量子計算機和量子互聯網的基本單位，而量子光源用於產生作為量子比特的光子。量子計算機系統目前已經可以通過雲端使用，鑒於量子特性，他們具有比傳統電腦更優秀的計算能力，可以完成許多以前無法完成的任務，而這種優勢被稱為「量子優勢」。

然而，目前量子光源仍有許多瓶頸尚未突破。例如，量子光源需要在晶片外搭建笨重的雷射系統，而這一定程度上限制了其發展的可塑性。

日前，來自漢諾威布尼茲大學（德國）、特溫特大學（荷蘭）和初創公司Quix Quantum的國際研究團隊，首次展示了一種完全集成在晶片上的糾纏量子光源。

量子位非常容易受到噪音的影響。由於晶片必須由激光場驅動、且完全不能有噪音，因此需要搭載一個晶片上的濾波器。以前，將雷射裝置、濾波器和腔體集成在一個晶片上是難以完成的，因為沒有獨特的材料可以有效地構建出這些不同的組件。

研究團隊開發出一種新穎的「混和技術」，可以將光源的尺寸縮小了1000倍之多。該技術將磷化銦製成的雷射裝置、濾波器和氮化矽製成的濾光片結合在一個晶片上，該晶片甚至比一個一歐元硬幣還要小。晶片上，激光場會產生兩個光子，每個光子可以相互「疊加」，並且兩個光子的顏色是相關的，這種光子糾纏的現象，允許晶片存儲量子信息。

「我們的微型設備可以被視為在光子晶片上，成功邁向量子優勢的重要一步。與目前需要在低溫下運行的量子計算機不同，這種新的光子系統即使在室溫下也可以有效運轉。」研究員Raktim Haldar說。

「未來，我們希望進一步降低生產成本。順利的話，我們的量子光源將很快地成為光子量子處理器的一部份。」研究員Michael Kues博士說。

資料來源:Innovations-Report

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