本网讯（通讯员金锐博）2016年12月28日，美国物理学会旗下著名期刊《应用物理评论》（Physics Review Applied）在线发表了理学院“工大学者”特聘教授金锐博博士的最新研究成果《光通信波段的基于周期极化钛氧晶体的频域纯态制备》（Spectrally Pure States at Telecommunications Wavelengths from Periodically Poled MTiOXO4 (M=K, Rb, Cs; X = P, As) Crystals）。

量子信息是20世纪末期新生的量子力学与信息科学的交叉学科，也是21世纪最重要的战略研究领域之一，它有望为信息科技的持续发展开辟新的原理和方法。量子信息技术目前已经成功地将量子力学基本原理应用至密码学和计算机科学，形成量子保密通信和量子计算等新兴研究领域。很多量子信息处理的方案是以纯态单光子为载体的，因此纯态光子源的制备技术非常重要。

传统的纯态单光子源只能在有限的几种晶体、在有限的几个波段制备出来。该论文中提出了一类新的晶体来制备光纤通信波段的频域无关联的单光子源。通过理论计算和数值模拟，金博士及其合作者发现周期极化的磷酸钛氧钾（PPKTP）的四种同构晶体：磷酸钛氧铷（RTP）、砷酸钛氧钾（KTA）、砷酸钛氧铯（CTA）和砷酸钛氧铯（RTA）晶体可以在1300nm波段到2100nm波段制备出高纯态的单光子源。特别是CTA晶体可以在1506nm波段实现0.97的频域高纯度，远远超过之前人们所发现的0.82的最高纯度。文章的最后指出PPKTP晶体有118种同构晶体，但目前人们仅仅研究了其中不到10种晶体的非线性光学性质，因此该领域在未来仍有较大的研究潜力。 该研究将为今后的光通信波段的高纯度单光子源的制备提供更多更好的选择。

另外，金博士最近在高维量子纠缠态和六光子干涉的研究领域取得进展。相关成果于2016年11月发表在Quantum Science and Technology期刊及Scientific Reports期刊上。

文章期刊链接：

Rui-Bo Jin, Pei Zhao, Peigang Deng, Qing-Lin Wu “Spectrally pure states at telecommunications wavelengths from periodically poled MTiOXO 4 (M = K, Rb, Cs; X = P, As) crystals” Physics Review Applied 6, 064017 (2016)

Rui-Bo Jin, Ryosuke Shimizu, Mikio Fujiwara, Masahiro Takeoka, Ryota Wakabayashi, Taro Yamashita, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Thomas Gerrits, Masahide Sasaki “Generation and distribution of high-dimensional frequency-entangled qudits” Quantum Science and Technology 1, 015004 (2016)

Rui-Bo Jin, Mikio Fujiwara, Ryosuke Shimizu, Robert J. Collins, Gerald S. Buller, Taro Yamashita, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Masahiro Takeoka, Masahide Sasaki “Detection dependent six-photon Holland-Burnett state interference” Scientific Reports 6, 36914 (2016)