據媒體報道，美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的科學家成功開發出全球首款集成關鍵量子光子元件的芯片，這一技術突破為可擴展量子互聯網的實現奠定了基礎。該芯片能夠生成和操控糾纏光子，并通過現有的光纖基礎設施傳輸量子信息，同時利用大規模量產技術顯著降低了成本與復雜性。
這項研究發表在《Optica Quantum》雜志上，聚焦于一種基于光子的量子計算形式。光子作為光的粒子，被用于創建量子比特并實現信息的傳輸和存儲。與傳統比特只能表示 0 或 1 不同，量子比特借助量子疊加現象可以同時處于多種狀態，從而實現更復雜、更高效的信息編碼。此外，該研究還為量子網絡的發展提供了技術支持，量子網絡旨在連接遠距離量子設備，是構建量子互聯網的重要一步。
研究團隊將微環諧振器等關鍵元件集成到單個芯片中，微環諧振器能夠生成糾纏光子對，而偏振分束器-旋轉器則可以根據光的偏振特性將輸入光分離到不同的輸出路徑。這種設計使得芯片能夠直接生成寬帶偏振糾纏光子對，為量子信息處理提供了高效解決方案。ORNL 量子研究科學家 Hsuan-Hao Lu 表示：“這些光子與現有的傳統光纖網絡兼容，利用現成的電信組件即可完成大部分后續工作。”
該芯片展示了超過 116 個不同的通道（即光波顏色）用于信息傳輸，其中超過 100 個通道具有高保真度，這一數字被研究團隊稱為“創紀錄的成果”。研究的資深作者、普渡大學副教授兼 ORNL 聯合任教的 Joe Lukens 表示：“雖然我們并非第一個將這些元件集成到芯片上的團隊，但卻是首個將這些特定功能整合到單個芯片上的團隊。這種芯片可以按照標準化規格制造，為大規模量產鋪平了道路，使量子互聯網的應用更加普及。”

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