硅基集成量子光学技术及其量子信息应用

硅基集成量子光学芯片通过利用微纳硅光子平面光波导技术实现对单光子量子态的制备、控制和测量，并有望在此平台实现对高性能单光子源、单光子探测器以及复杂量子光路的单片集成。报告主要讨论近年来在硅基集成量子光学元器件的研究，以及量子光芯片在量子通信、量子仿真和量子计算等方面应用的一些进展。报告内容主要包括片上纠缠光子态的制备与测量，片上光学角动量态的制备与调控，利用量子比特的路径-偏振相干转化实现芯片-芯片间量子纠缠分布，利用量子相位估算-量子泛函相结合的算法对简单化学分子的基态及激发态的本征能进行仿真计算，借助机器学习贝叶斯算法加强量子相位估算的抗噪声和抗退相干性能，以及结合量子模拟和人工智能手段实现光子量子仿真器对金刚石色心电子自旋量子体系的演化过程的学习和模拟等。