合肥硅臻芯片成功实现光量子芯片间CNOT门隐形传输
来源:万德丰 发布时间:1 天前 分享至微信
据报道,合肥硅臻芯片技术有限公司(简称“硅臻”,国芯科技参股公司)与中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室任希锋课题组合作,首次实现了两个光量子集成芯片之间的量子受控非门(CNOT门)隐形传输。这项技术为构建基于光量子集成芯片的大规模量子网络,以及实现分布式量子计算等任务提供了重要支撑。相关成果发表在物理学权威期刊《物理评论快报》上,论文题为“Chip-to-Chip Quantum Photonic Controlled-not Gate Teleportation”。

量子网络通过多个节点间的高保真度量子互联,实现量子信息的高效传输与处理,是构建大规模量子计算与通信系统的基础。然而,传统方案依赖四光子源和线性光学操作,系统复杂且效率低,难以实现高保真度的芯片间量子门传输。

研究团队提出了一种基于高维路径编码的硅光量子芯片系统,利用路径纠缠光源、线性光学操作单元、波导交叉器和偏振-路径转换器(PBRC)等关键器件,通过单模光纤连接两芯片,实现了CNOT门隐形传态以纠缠远程量子比特。硅臻在研究中负责芯片耦合、封装及调试等工作。

实验结果显示,在5米光纤连接下,远程CNOT门传输的平均纠缠态保真度为95.69%±1.19%,过程保真度为94.81%±0.81%;在1公里光纤连接下,门控态保真度和过程保真度分别为94.07%±1.54%和93.04%±1.09%,贝尔态干涉可见度达95.49%。这一成果不仅简化了单个节点内部的线性光学量子操作,还显著提升了远距离量子比特的保真度和操作成功率,具备良好的可扩展性。

未来,该技术可用于构建城域或广域量子网络,支持远程量子计算、量子密钥分发等应用,推动量子信息技术的实用化和产业化。


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