2025年第8期Editors’ Pick:

该研究围绕多用户量子安全网络的发展，使用尾纤封装周期极化铌酸锂（PPLN）波导研制出一款宽带量子纠缠光源，可在光通信波段内实现64 nm带宽的纠缠光子对输出，为多用户量子安全网络的构建提供必要的核心器件储备。

研究背景

量子安全通信不同于传统方案，其安全性依赖于量子物理的基本原理。其中，高性能宽带量子纠缠光源是实现多用户量子安全网络的核心器件。基于光学自发参量下转换（SPDC）过程产生的纠缠光子对，可工作在光通信波段与现有光纤网络兼容，已成为量子安全通信网络中量子纠缠光源的重要实现方法。然而，如何在宽带范围内实现高亮度和低噪声的高性能量子纠缠产生，一直是量子信息领域研究工作的重要一环。

已有研究尝试通过多种非线性材料或芯片化器件来拓展量子光源的性能，但受限于耦合效率、噪声光子产生以及系统稳定性等因素，这些方案的实际应用仍存在挑战。相比之下，PPLN波导是成熟的非线性光学器件，具有材料和相位匹配的性能优势，具备产生宽带纠缠光子对的潜力，若进一步结合尾纤封装设计，能有效降低系统的损耗，可直接与现有光纤通信网络兼容，有望为多用户量子安全网络中所需的量子纠缠光源提供切实可行的技术方案。

研究内容与结果

在上述研究背景下，电子科技大学郭光灿院士团队周强教授课题组联合国内多家科研机构，设计并实现了一种基于尾纤封装PPLN波导的宽带能量-时间纠缠量子光源。研究人员通过Type-0型SPDC过程实现覆盖通信波段的纠缠光子对产生，进一步利用波分复用技术选取出多对量子纠缠光子输出频道。通过对输出光子对的关联特性与纠缠特性进行检测，结果表明，该光源在输出带宽和亮度等方面具有优良的性能，实用化性能突出。相关成果发表在2025年第23卷第8期。

如图1所示，该量子纠缠光源系统在770.3 nm激光的泵浦下，通过SPDC过程生成宽带纠缠光子对，使用密集波分复用器选取出8对量子纠缠光子输出频道。实验测试结果显示：各对输出频道中测得的符合计数率超过152.9 kHz，且对应的符合-偶然符合计数比值不小于260；测得的双光子干涉条纹的可见度超过98%，可显著违背Bell不等式，具有良好的量子纠缠特性。

图1 宽带量子纠缠光源产生和测试的实验装置示意图

从研究结果可以看出，使用尾纤封装PPLN波导研制的量子纠缠光源具有明显的性能优势，实用化性能突出，能够有效满足多用户量子安全网络的建设需求，可为量子安全组网提供稳定、宽带的量子光源。未来，团队将结合实际应用需求，加快推动该光源在量子信息互联网络中的部署。

作者简介

周强

主要研究方向：量子互联与量子计算、量子光学与量子信息、量子探测与量子传感

周强，电子科技大学基础与前沿研究院教授，天府绛溪实验室量子互联网前沿中心主任，量子物理与光量子信息教育部重点实验室副主任，国家高层次青年人才。2011年获清华大学博士学位。主要研究方向为量子互联与量子计算、量子光学与量子信息、量子探测与量子传感。

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