2021年度中国半导体十大研究进展--高亮度轨道角动量单光子固态量子光源

光子的轨道角动量(OAM,orbital angular momentum)能够形成一个无限维完备的Hilbert空间,是一种具有无限维度的独特物理自由度。在信息处理中,光子的轨道角动量可以大幅度增加经典和量子信息处理的容量。具有轨道角动量的单光子源是高维量子信息处理的关键器件,此前的实现方案是非线性参量下转换加螺旋相位片,其固有的概率性和低效率制约了大容量高维量子信息处理的发展。为突破这一瓶颈,中山大学王雪华、刘进教授研究团队提出、设计并制备出一种基于GaAs半导体微环谐振腔的量子光源结构,实现了触发式高亮度的轨道角动量单光子源。