济南成功研制国际首个集成化量子频率转换芯片

□记者 王健 报道

本报济南讯 近日，济南量子技术研究院与中国科学技术大学合作，成功研制出国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片。该芯片基于逆向质子交换的周期性极化铌酸锂波导（PPLN），实现了多通道光子非线性频率转换，且频率转换过程中保持光子的量子特性不变。该成果由量子探测与波导器件实验室张强教授、谢秀平高工、郑名扬副研究员等人合作完成，论文发表在国际知名学术期刊《Physical Review Applied》上。

近年来，在量子信息技术领域，尤其是单光子成像与远距离量子存储器方面，急需多通道量子频率转换芯片。为满足研究与应用的需要，济南量子技术研究院开创性地研制了多通道量子频率转换芯片。该芯片由34通道波导及34通道的光纤阵列进行双端耦合封装而成，芯片设计用于1550nm波段单光子信号和1950nm波段泵浦光进行非线性和频。实验表明，各通道的1550nm信号光平均转化效率为60%，可媲美商用单通道PPLN波导芯片。同时，研究团队利用该芯片研制了阵列式上转换单光子探测器，达到了各通道平均探测效率的23.2%、平均暗计数557cps及相邻通道间隔离度大于71dB的指标。该阵列式探测器在高速量子密钥分发、深空激光通信、单光子成像及激光雷达等领域具有广泛的应用前景。

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