面向量子模拟、量子随机行走的微纳结构光子芯片研究

项目名称： 面向量子模拟、量子随机行走的微纳结构光子芯片研究

项目编号： No.91321312

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 祝世宁

作者单位： 南京大学

项目金额： 425万元

中文摘要： 本项目借助微纳加工技术，将单光子、纠缠光子的产生与操控从空间分立元件系统集成到具有特定功能的微纳结构光学芯片上。重点研究以畴工程为技术基础的光学超晶格有源光子芯片上的单光子、双光子和多光子的集成化产生与操控，研究其中量子随机行走特性并用于设计和实现一些量子算法，模拟和揭示若干种凝聚态物理、粒子物理或化学反应过程中的重要现象及演化规律。此外，本项目还将引入光子晶体、微纳结构波导、杂化波导和金属表面等离激元等多种结构单元用于光学超晶格芯片局部功能的优化，构筑兼具微型化量子光源和干涉光路、快速精确相位调控等优势的混合集成量子芯片。微纳光子芯片的研制将为下一代信息技术产业提供强有力的理论储备和技术支撑。

中文关键词： 量子行走；量子模拟；光量子芯片；；

英文摘要： This project focuses on the generation and manipulation of single photons and entangled photons inside micro/nano-photonic chips instead of using separate optical elements. One important goal is to investigate the single-, two- and multi-photon generation and manipulation inside the domain-engineered optical superlattice photonic chips. We will study the new characters of quantum random walk and apply it to the design and realization of some quantum algorithms. Based on this, we will simulate and disclose the important phenomena and evoluting laws of some effects in condensed matter physics, particle physics and chemistry. Besides, this project will introduce various structured-units like photonic crystals, micro-nano waveguides, hybride-waveguides and surface plasmon polaritons metal materials to optimize the particular functions of optical superlattice chips in order to construct the hybride quantum chips with mini quantum light sources and optical circuits, the fast and precise phase-control. The study of micro/nano photonic chips will supply as the powerful theoretical and technical support for the next generation of information industry.

英文关键词： quantum walk；quantum simulation；photonic chip；；