近日，日本的研究人员首次使用基于波导的模块化光源成功地产生了强烈的非经典光。这一新成就代表了我们正朝着创建更快、更实用的光学量子计算机迈出关键的一步。

东京大学的这一研究小组成员Kan Takase说：“我们的目标是通过开发更快的量子计算机来显着改善信息处理，这些计算机可以执行任何类型的计算且不会出错。虽然有几种方法可以创建量子计算机，但基于光的方法很有前景，因为信息处理器可以在室温下运行，并且可以轻松扩展计算规模。”

在最近的《Optics Express》期刊中，来自日本的多机构研究人员团队描述了一种他们为量子实验创建的基于波导的光学参量放大器(OPA)模块。通过将该设备与经过专门设计的光子探测器相结合，该团队能够产生一种被称为薛定谔猫的光态，这是一种相干态的叠加。

Takase说：“我们产生量子光的方法可用于提高量子计算机的计算能力，并让信息处理器更加紧凑。我们的方法优于传统方法，模块化的波导OPA易于操作并可集成到量子计算机中。”

连续波压缩光可用于生成执行量子计算所需的各种量子态。为了获得最佳的计算性能，压缩光源必须表现出非常低的光损失并且是要宽波段的，这意味着它需要包括广泛的频率。

Takase说：“我们希望提高光学量子计算机的时钟频率，其在原则上可以达到太赫兹频率。更高的时钟频率可以更快地执行计算任务，并缩短光学电路中的延迟线。这使得光学量子计算机更紧凑，同时也更容易开发和稳定整个系统。”

OPA使用非线性光学晶体产生压缩光，但传统OPA方法无法产生具有更快效率的、量子计算所需特性的量子光。为了克服这一挑战，东京大学和NTT公司的研究人员开发了一种基于波导型器件的OPA，该器件通过将光限制在窄晶体中来实现高效率。

通过精心设计波导并通过精密的加工技术来制造它，该研究团队能够制造出传播损耗比传统器件小得多的OPA器件。它还可以被模块化，能用于量子技术的各种实验和用于设计合适的探测器。

OPA设备旨在产生电信波长的压缩光，该波长区域往往表现出低损耗。为了完成该系统，研究人员需要一个在电信波长下工作的高性能光子探测器。然而，基于半导体的标准光子探测器不能满足该应用的性能要求。

因此，东京大学和日本国家信息与通信技术研究所(NICT)的研究人员开发了一种专为量子光学设计的探测器。这种新型的超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是使用超导技术来探测光子。

Takase说：“我们将我们的新波导OPA与这种光子探测器相结合，这产生了一种高度非经典或量子状态的光，它被称为薛定谔猫。要产生这种状态，对于传统的低效率波导OPA来说是困难的。这证实了我们波导OPA的高性能，并为使用该设备进行广泛的量子实验提供了可能性。”

研究人员现在正在研究如何将高速测量技术与新的波导OPA相结合，以更接近他们的超快光学量子计算目标。（编译:Qtech）