單光子源，為量子精密測量奠定基礎

近日，中國科學技術大學的潘建偉、陸朝陽等與國外學者合作，在同時具備高純度、高不可分辨、高效率的單光子源器件上觀察到強度壓縮，為基于單光子源的量子精密測量奠定了基礎。

單光子源是光量子信息技術中的關鍵器件，也是量子精密測量的重要資源。量子精密測量中的一個重要方向是減少探測有限粒子而引起的統計漲落——散粒噪聲。壓縮態是壓制散粒噪聲的另一量子資源。其中，有一類壓縮態被稱為強度壓縮，可以將光子數抖動降低到散粒噪聲以下。

1979年，有國外學者預言，單個二能級系統的共振熒光中可觀察到強度壓縮。但由于共振熒光的產生、提取和收集等過程中帶來的光子數損失，直接觀測強度壓縮一直以來是個巨大的挑戰。

科研人員在前期工作的基礎上，研發了高品質單光子源，通過直接測量共振熒光，證明了0.59 dB的強度壓縮在第一物鏡處的壓縮量達到3.29 dB。這是科學家首次在該體系直接觀測到強度壓縮，為基于單光子源的精密測量奠定了科學基礎，也為在極低光功率下定義發光強度坎德拉這一基本國際單位提供了新的路徑。