近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在光量子芯片研究中取得重要進(jìn)展。中國(guó)科大消息顯示，該團(tuán)隊(duì)任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文、浙江大學(xué)戴道鋅等研究組合作，基于光子能谷霍爾效應(yīng)，在能谷相關(guān)拓?fù)浣^緣體芯片結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了量子干涉。

　　據(jù)了解，拓?fù)涔庾訉W(xué)由于具有魯棒性的能量輸運(yùn)性質(zhì)，在光子芯片研究方向具有實(shí)用化的應(yīng)用前景。產(chǎn)生拓?fù)湎嘧兊年P(guān)鍵在于通過(guò)破壞系統(tǒng)的時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性或空間反演對(duì)稱(chēng)性，以在能級(jí)簡(jiǎn)并點(diǎn)產(chǎn)生能隙，從而形成受拓?fù)浔Ｗo(hù)的邊界態(tài)。

　　該成果為拓?fù)涔庾訉W(xué)特別是能谷光子拓?fù)浣^緣體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更加深入的量子信息處理過(guò)程提供了一個(gè)新的思路。

　　具體來(lái)看，任希鋒研究組與中山大學(xué)董建文課題組合作在硅光子晶體體系中設(shè)計(jì)并制備出了“魚(yú)叉”形的拓?fù)浞质鹘Y(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)六角晶格結(jié)構(gòu)的光子晶體中的電場(chǎng)相位渦旋方向依賴(lài)于不同拓?fù)潢悢?shù)的晶格結(jié)構(gòu)以及其所處的能帶位置，可以構(gòu)造出兩種不同結(jié)構(gòu)的拓?fù)溥吔纭?/p>

　　據(jù)介紹，基于能谷相關(guān)方向性傳輸?shù)臋C(jī)理，設(shè)計(jì)并加工了拐角可達(dá)到120度的“魚(yú)叉”形拓?fù)浞质鳎⒃诖私Y(jié)構(gòu)上演示了高可見(jiàn)度的雙光子干涉過(guò)程，干涉可見(jiàn)度達(dá)到95.6%。進(jìn)一步通過(guò)級(jí)聯(lián)兩個(gè)拓?fù)浞质鹘Y(jié)構(gòu)演示了片上路徑編碼量子糾纏態(tài)的產(chǎn)生。

　　值得一提的是，該工作得到了科技部、國(guó)家基金委、中國(guó)科學(xué)院、安徽省以及中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的資助。