光孤子频率梳的量子特性

与我们日常生活中周围的光所产生的杂乱无章的频率不同，被称为“孤子”频率梳的专门光源中的每个频率都在统一振荡，产生具有一致时间的单独脉冲。

这种频率梳的每个“齿”是不同颜色的光，间隔如此精确，以至于这个系统被用来测量各种现象和特性。目前正在开发的这些频率梳的微型版本（称为微梳）有可能提高无数技术，包括GPS系统、电信、自主车辆、温室气体追踪、航天器自主性和超精确计时。

斯坦福大学电气工程师Jelena的实验室最近才加入微梳研究领域。“许多小组已经展示了各种材料的片上频率梳，包括最近我们的团队在碳化硅中的频率梳。然而，直到现在，频率梳的量子光学特性一直是难以捉摸的，”斯坦福大学工程学院Jensen Huang全球领导力教授和电气工程教授说。“我们想利用我们小组的量子光学背景来研究孤子微梳的量子特性。”

虽然其他实验室已经制造了“孤子”微梳，但斯坦福大学的研究人员是第一批研究该系统的量子光学特性的人，他们在2021年12月16日发表在《自然-光子学》上的一篇论文中概述了这一过程。当成对创建时，“孤子”微梳被认为表现出纠缠--这是一种粒子之间的关系，即使在不可思议的距离内也能相互影响，这支撑着我们对量子物理的理解，也是所有拟议的量子技术的基础。 

的纳米和量子光子学实验室的研究科学家、该论文的共同作者Kiyoul Yang说：“这是首次证明这种小型化频率梳可以在芯片上产生有趣的量子光--非经典光。这可以为利用频率梳和光子集成电路进行大规模实验的量子光的更广泛探索开辟一条新途径。”

为了证明他们的工具的实用性，研究人员还提供了“孤子”微梳内的量子纠缠的令人信服的证据，这已经被理论化和假设了，但还没有被任何现有的研究证明。