单光子的可控产生与精准操控,被视为量子通信网络、量子计算互联以及量子精密测量的关键能力;固态体系具备集成化优势,但往往难以同时兼顾“快、准、稳”:既要极短时间内完成量子态调控,减少退相干造成的信息损耗;又要保证发射光子的纯度与可辨识度,避免激发光与信号光混杂;还要尽量简化光学链路,降低未来规模化部署的难度。此次研究以金刚石晶体中的锡空位(SnV)色心为对象。色心是晶格中的原子级缺陷,可作为稳定的量子发射体并与光子有效耦合,因此是固态量子比特与单光子源的重要候选。研究团队针对传统方案的常见瓶颈提出新思路:在超快时间尺度上完成态操控,并在信号分离与自旋态保持上同步改进。
量子技术竞争的重点,正从“能否实现”转向“能否稳定、可扩展地实现”;飞秒激光对金刚石色心的超快操控,为单光子源在速度、保真与工程复杂度之间找到更优平衡提供了新思路。面向未来,只有将基础物理创新与可制造、可集成的工程体系共同推进,量子通信与分布式量子计算等目标才更有机会从实验室走向规模化应用。