（文章來源：微迷網(wǎng)）

美國哈佛大學(xué)John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的研究人員開發(fā)了一種新的集成光子學(xué)平臺，可以在集成電路中存儲光，并對其頻率（或顏色）進行電控制。該平臺從原子系統(tǒng)中汲取了靈感，或能在光量子信息處理、光信號處理和微波光子學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

“這是微波首次用于在一顆芯片上以可編程的方式改變光的頻率，”SEAS應(yīng)用物理學(xué)前博士后研究員Mian Zhang說，他是該研究論文的第一作者，現(xiàn)在已成為哈佛大學(xué)創(chuàng)業(yè)公司HyperLight Corporation的首席執(zhí)行官，“許多量子光子學(xué)和經(jīng)典光學(xué)應(yīng)用需要光頻轉(zhuǎn)換，這個難度一直很大。我們的研究表明，我們不僅可以以可控的方式改變光的頻率，而且使用這種新技術(shù)，我們還可以根據(jù)需要存儲并提取光，這在之前是無法實現(xiàn)的。”

微波信號在無線通信中無處不在，但之前，研究人員認為它們與光子的相互作用太弱。SEAS電氣工程教授Marko Loncar領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊開發(fā)出了一種使用鈮酸鋰（LiNbO3，一種具有強大電光特性的材料）制造高性能光學(xué)微結(jié)構(gòu)的技術(shù)。

Loncar和他的團隊此前已證明，他們可以通過鈮酸鋰納米波導(dǎo)極低損耗地傳播光，并能利用片上鈮酸鋰調(diào)制器控制光強度。在最新的研究中，他們結(jié)合這些技術(shù)做了進一步開發(fā)，以構(gòu)建一種類似分子的系統(tǒng)，并使用這種新平臺精確控制芯片上光的頻率和相位。

“鈮酸鋰具有獨特的低光學(xué)損耗和強大的電光非線性性能，使我們能夠在可編程電光系統(tǒng)中動態(tài)控制光，”該論文的共同第一作者，現(xiàn)任香港城市大學(xué)助理教授Cheng Wang說，“這一成果或?qū)⑼苿庸鈱W(xué)和微波信號處理可編程濾波器的發(fā)展，并將在射電天文學(xué)、雷達技術(shù)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。”

接下來，研究人員的目標(biāo)是使用相同的架構(gòu)開發(fā)更低損耗的光波導(dǎo)和微波電路，以實現(xiàn)更高的效率，并最終實現(xiàn)微波和光子之間的量子鏈接。“微波和光學(xué)光子的能量相差五個數(shù)量級，但我們的系統(tǒng)能夠以幾乎100％的效率，一次一個光子地橋接這一差距，”該論文的高級作者Loncar說，“這一技術(shù)或能推動量子云的實現(xiàn)，量子云是通過安全光通信通道互聯(lián)量子計算機的一種分布式網(wǎng)絡(luò)。”

這項研究還由哈佛大學(xué)納米光學(xué)實驗室Yaowen Hu、Amirhassan Shams-Ansari、Tianhao Ren；和斯坦福大學(xué)電氣工程系教授Shanhui ***同完成。該研究得到了美國國家科學(xué)基金會、海軍研究辦公室、陸軍分布式量子信息研究實驗中心和集成量子材料中心（CIQM）的部分支持。研究中的器件制造在哈佛大學(xué)納米系統(tǒng)中心完成。
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