量子信息是物理学,特别是量子力学和信息学的交叉学科,是通过量子系统的各种相干特性,进行计算、编码和信息传输的全新信息处理方式。在研究量子信息的各种物理体系中,光学量子系统所使用的光子比特具有速度快、信息编码自由度多、容量大等多个优势,因此在量子计算、量子通讯和量子精密测量等各个领域都得到了飞速发展。而小型化、集成化是解决空间光学量子系统稳定性差、不可扩展等问题,使其走向大规模和实用化的必经之路。
任希锋教授研究组主要从事集成量子光学方面的理论和实验研究,该研究方向是量子光学、集成光学和微纳光学的交叉融合,其核心目标是将量子光源、光量子操作及量子测量集成到可扩展的光学芯片上,从而实现实用化光学量子计算、量子模拟和量子精密测量。具体包括:
1. 实用化集成量子光源(多自由度、多光子纠缠源等);
2. 高集成度量子操作芯片(量子逻辑门、量子模拟等);
3. 新型微纳光学量子器件(量子表面等离激元、超构表面等)。