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　　未來量子信息應用挑戰(zhàn)性問題是單量子態(tài)的檢測和操縱，這是因為量子態(tài)很脆弱，一旦融入外在環(huán)境，其量子性質(zhì)很容易被破壞。S.Haroche和D.Wineland通過微波腔囚禁單個原子、電勢阱俘獲帶電離子等實驗手段，在單個光子態(tài)的測量和操縱方面做出了奠基性的工作，獲得了2012年度諾貝爾物理學獎。他們采用的量子干涉實驗技術(shù)成為量子光學研究的主要方法。如何在固態(tài)體系中實現(xiàn)量子相干操縱是未來量子網(wǎng)絡和量子計算應用的關(guān)鍵和焦點問題。
　　
　　近日，Phys.Rew.Lett.（109,267402,2012）報道了*半導體研究所與美國南弗羅里達大學和德克薩斯大學*分校合作開展的基于InAs量子點固態(tài)量子體系的光子干涉研究的重要進展：在半導體InAs自組織量子點中同時觀測到單光子和雙光子的量子干涉現(xiàn)象，研究了光譜色散對干涉對比度的影響。
　　
　　半導體所新型半導體光電材料和量子信息課題組近年來開展了InAs/GaAs自組織量子點材料和單光子發(fā)射器件的研究，先后突破了低密度量子點的可控分子束外延生長難題，掌握了分布式布拉格微腔與量子點耦合結(jié)構(gòu)的設計生長和工藝制備關(guān)鍵技術(shù)，研制出液氮溫度下工作的單光子發(fā)射器件。2011年與上述的美國課題組開展合作，在對兩個空間間隔為40um的InAs單量子點的光子散射場與場、光子與光子相關(guān)性研究中，發(fā)現(xiàn)低溫下量子點發(fā)射的單光子發(fā)生相干散射（干涉可見度達20%）。由于兩個不同量子點發(fā)射光子具有不可分辨性，還觀察到干涉可見度達40%雙光子干涉現(xiàn)象。
　　
　　這項工作的重要意義在于，實現(xiàn)了一種無需獨立調(diào)諧量子系統(tǒng)的光譜共振的雙光子干涉。通過探索空間*分離InAs量子點光子相干性，可以評估量子點對所處固態(tài)環(huán)境的敏感性。如果能夠消除或避免這種外在的、來源于光譜色散導致的量子點多次隨機振動失諧的平均效應，會使單光子相干度大幅度增大，如采用三粒子態(tài)躍遷替換本征激子態(tài)的躍遷可實現(xiàn)單自旋的遠程糾纏等。這對未來實現(xiàn)基于半導體量子點的固態(tài)系統(tǒng)的量子相干操縱具有重要意義。