近日,，中國科學技術(shù)大學郭光燦院士團隊在光量子芯片研究中取得重要進展。中國科大消息顯示,，該團隊任希鋒研究組與中山大學董建文,、浙江大學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)拓撲絕緣體芯片結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了量子干涉,。

　　據(jù)了解，拓撲光子學由于具有魯棒性的能量輸運性質(zhì),，在光子芯片研究方向具有實用化的應(yīng)用前景,。產(chǎn)生拓撲相變的關(guān)鍵在于通過破壞系統(tǒng)的時間反演對稱性或空間反演對稱性,，以在能級簡并點產(chǎn)生能隙，從而形成受拓撲保護的邊界態(tài),。

　　該成果為拓撲光子學特別是能谷光子拓撲絕緣體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更加深入的量子信息處理過程提供了一個新的思路,。

　　具體來看，任希鋒研究組與中山大學董建文課題組合作在硅光子晶體體系中設(shè)計并制備出了“魚叉”形的拓撲分束器結(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相位渦旋方向依賴于不同拓撲陳數(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)的拓撲邊界。

　　據(jù)介紹,，基于能谷相關(guān)方向性傳輸?shù)臋C理,，設(shè)計并加工了拐角可達到120度的“魚叉”形拓撲分束器，并在此結(jié)構(gòu)上演示了高可見度的雙光子干涉過程,，干涉可見度達到95.6%,。進一步通過級聯(lián)兩個拓撲分束器結(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,、國家基金委、中國科學院,、安徽省以及中國科學技術(shù)大學的資助,。