【48812】金贤敏团队在光子蜂窝晶格中完成齐纳隧穿的自在调控

　　在具有周期性的晶格材猜中，粒子的相干输运进程由能带结构所决议。杂乱资料往往存在彼此交织的能带结构，因而能带之间产生的齐纳隧穿很简单损坏量子态的相干输运进程。人工光子资料能自在地设定格点之间的耦合系数，对资料的能带结构具有灵敏的调控才能。研讨团队经过调控光子蜂窝晶格中各向异性的耦合系数，对能带之间齐纳隧穿的产生概率进行灵敏的调控，从而使量子态稳定坐落同一个能带中，维护了光子在大规模人工资料上输运进程的相干性。

　　研讨团队在光子芯片上构建光子蜂窝晶格，并对格点之间在竖直方向和歪斜方向的耦合系数进行调控。晶格阵列上对波导传播常数的调控可完成等效的外作用力，并驱动量子态在动量空间中定向输运。当竖直方向和歪斜方向的耦合系数持平时，具有高斯分布的波包在狄拉克点邻近产生不彻底的齐纳隧穿。当竖直方向耦合系数较大时，齐纳隧穿产生概率变为0；当歪斜方向耦合系数较大时，量子态产生简直彻底的齐纳隧穿。

　　在试验中，高斯光束在集成了三种参数晶格阵列的光子芯片进步行动态的传输。齐纳隧穿的消失使量子态在色散较小的能带上坚持局域地传输。不彻底的齐纳隧穿使得量子态在传输进程中产生劈裂，相干性受到了较大的损坏。对齐纳隧穿的重建诱导量子态在晶格的二维截面上产生了完美的布洛赫振动，这样的相干振动有望在大规模材猜中完成量子态的定向输运。

　　根据对飞秒激光直写技能的精准控制才能，人工光子资料能够灵敏地完成特定的能带结构，而且将量子态的相干输运进程与能带特征直接相关起来，为进一步研讨动量空间的拓扑几许特点以及应用到量子信息处理供给了牢靠途径。

　　研讨团队感谢上海市科委重点项目和国家自然科学基金重点项目的济困扶危，感谢国家重点研制方案、上海市教委的全力支持。上海交通大学物理与地理学院集成量子信息技能研讨中心博士生常义师为论文榜首作者，金贤敏教授为论文通讯作者。