本报讯 中国科大教授潘建伟、张强等组成的研究团队与济南量子技术研究院、中国科学院半导体所等单位合作，通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片，成功实现了电泵浦、片上集成的高亮度偏振纠缠源，向集成化量子信息处理迈出重要一步。相关成果以“编辑推荐”的形式12月16日发表在《物理评论快报》上。

中国科大研究团队创新性地采用分布式反馈（DFB）激光器与薄膜铌酸锂（TFLN）光子芯片混合集成的方案，利用半导体所牛智川研究员团队开发的780nm波段DFB激光器，结合济南量子技术研究院的集成化双通道参量下转换TFLN光子芯片，最终实现了高效的自发参量下转换以及片上偏振纠缠态制备。其中，TFLN光子芯片集成了多模干涉分束器、双通道周期性极化铌酸锂波导以及偏振旋转合束器（图1所示）。通过直流或脉冲电信号泵浦（图2所示），团队在室温下实现了超高亮度的偏振纠缠光子对产生，亮度达到4.5×10¹⁰Hz/mW，带宽达到73nm，该亮度较此前基于氮化硅平台的电泵浦纠缠源提升了6个数量级，带宽提升了1个数量级。

图1：（a） 电泵浦偏振纠缠光子源实物图；（b） 混合集成示意图；（c） 波导结构与光场模式分布；（d） 薄膜铌酸锂芯片扫描电镜图；（e） 双通道PPLN波导电镜图；（f） 偏振旋转合束器电镜图。

图2. 电泵浦偏振纠缠光子源封装示意图

实验结果表明，该纠缠源在多个波长信道下均表现出良好的贝尔态特性（保真度大于96%），并具备宽带复用能力，器件尺寸仅为15×20mm2，展现出优异的集成度。该器件适用于波分复用的光纤网络量子密钥分发、基于卫星的星地量子通信，以及基于纠缠的量子精密测量等应用场景。

中国科大博士研究生焦旭峰和济南量子技术研究院研究员郑名扬是论文共同第一作者。

（合肥微尺度物质科学国家研究中心 物理学院 中国科学院量子信息与量子科技创新研究院 科研部）