中国科学技术大学的研究团队首次实现了效率超过可扩展线性光量子计算损耗容限阈值的高性能单光子源。该研究由潘建伟、陆朝阳和胡永恒教授领衔，已发表在《自然-光子学》（Nature Photonics）上。

光子作为量子信息处理的重要载体，具有速度快、抗环境干扰能力强等优点。然而，要实现可扩展的线性光量子计算，除了光子容易丢失等挑战外，单光子源的效率还必须超过2/3的棘手阈值。以往的研究从未突破过这一阈值，这是制约光量子计算发展的关键障碍。

为了克服这一难题，研究团队开发了一种可调谐开放式光学微腔，实现了量子点与微腔在共振频率和空间定位上的精确耦合。该微腔解决了传统固定微腔的失谐问题。

此外，研究小组还在高量子效率的单量子点上采用了量身定制的激光脉冲激发。这种激发方法大大提高了单光子源的整体性能。

具体来说，单光子源的单光子特性超过了98.0%，光子不可分性超过了 98.5%，系统效率达到了 71.2%。

此外，提取效率也超过了80.6%，首次突破了 2/3 的损耗容忍阈值。

利用开发的这一光源，研究人员进一步报告了1.89(14) dB 的强度挤压，以及计数率为 1.67 mHz 的连续 40 光子事件。

这项研究实现的光子源系统效率超过了光子量子计算中补偿光子损耗所需的阈值，向理想的单光子源又迈进了一大步。