日前，电子科技大学—天府绛溪实验室联合团队与山东大学合作，在国际上首次研发出了基于掺铒铌酸锂晶体波导的光—原子纠缠芯片，并完成了相关验证。这将从基础元件角度推动长距离、大带宽量子纠缠互联系统的向前发展。
据电子科技大学教授、天府绛溪实验室量子互联网前沿研究中心主任周强介绍，掺铒铌酸锂光—原子纠缠芯片是一种基于掺铒铌酸锂晶体波导的集成量子纠缠存储器件。该芯片兼容现有的光纤通信基础设施，支持多通道宽带量子纠缠存储，结合量子纠缠光源，可进一步构建光—原子纠缠界面，扩展量子互联网的覆盖范围。
光—原子纠缠界面是构建量子互联网的重要组成部件之一。合作研究团队采用激光直写技术在掺铒铌酸锂晶体中制备出高质量光波导，大幅提升了系统的集成度和稳定性，未来具备大规模制备的潜力。这是国内外首次在实验上实现此类集成光—原子纠缠芯片。
此次的光—原子纠缠芯片具有带宽为4GHz的5频道宽带量子存储单元，用于存储外部输入纠缠光子对中的一组光子，进而与纠缠光子对中的另一组光子形成光—原子纠缠界面。该集成芯片与现有的光纤网络兼容，将为构建高效率、大规模的量子互联网奠定器件基础，进一步推动以“银杏一号”为代表的量子互联网络的向前发展。
在研究过程中，合作研究团队自主可控地完成了“材料生长—器件制备—封装测试”等系列工作，攻克了低浓度掺铒铌酸锂晶体生长、小缺陷晶体波导制备、高可靠光纤芯片极低温耦合封装等材料器件工艺困难，并系统测试了芯片的光—原子纠缠特性。该光—原子纠缠芯片工作在光纤通信波段，总工作带宽达20GHz，性能达到此类器件的国际先进水平。此次新进展已于近期发表在学术刊物《Photonics Research》上，是“银杏一号”在大容量量子存储、集成量子存储芯片基础上的又一次创新突破。
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