报告题目：基于微纳制造技术的量子信息器件研究

报告人：霍永恒 教授（中国科学技术大学）

报告时间：2025年6月30日（周一） 14：00-16：00

报告地点：北洋园校区49教410室

报告摘要：

      高性能量子材料与器件是量子信息发展的基础和前提，也是量子科技发展面临的“卡脖子”环节。本报告将介绍我们面向量子信息，特别是量子计算和量子精密测量需求，基于微纳制造技术进行固态量子信息器件相关研究的进展。（1）面向光量子信息的高性能量子点单光子源研究。我们通过创新量子点分子束外延生长（MBE）技术、微纳光学微腔设计和高精度刻蚀技术，研制了目前性能最优的确定性量子点单光子源。同时积极推动其在量子信息实验中的应用，如两光子间的预报式受控非门操作，300公里两个光源间的双光子干涉，超越相干态极限的量子密钥分发等。（2）面向超导量子计算的高品质处理器芯片材料与器件研究。我们通过创新外延生长和超高真空原位钝化技术，制备晶圆级高品质低损耗超导薄膜；优化超导共平面读取腔工艺，显著提高量子比特读取保真度；开发超导量子芯片倒焊工艺，解决多比特引线难题，提高比特数目扩展能力。为“祖冲之号”系列超导量子处理器的研制成功提供材料与器件保障，助力超导量子计算优越性，数十量子比特真纠缠，基于光子的分数反常量子霍尔态等研究。（3）面向精密测量技术的超高反射率低噪声光学薄膜研究。超反膜是光学原子钟、高灵敏痕量分子检测等量子精密测量的必要部件，也近几年出现的“卡脖子”器件。我们开发了一种简化的离子辅助镀膜技术，利用自主设备，通过优化基底制备技术和镀膜技术，在1397nm， 1550nm， 1601nm等波段，实现了超高反射率，部分指标超过99.9995%，达到国际先进水平。

报告人简介：

      霍永恒，中国科学技术大学教授，博士生导师。曾入选国家高层次人才特殊支持计划领军人才（科技创新）、国家创新人才计划青年项目、中国科学院百人计划（终期评估优秀）、上海高层次人才、明珠领军人才等。2006.07于天津大学获学士学位，2011.01于中科院半导体所获博士学位。2011.02-2015.03在德国莱布尼茨固态和材料研究所（IFW Dresden）工作，先后任博士后和分子束外延实验室负责人。2015.04-2016.06在奥地利林茨大学任高级研究员（Senior Researcher），负责搭建III/V分子束外延系统。2016.07回国到中国科学技术大学工作。作为负责人承担国家自然科学基金项目，国家重点研发计划课题，科技创新2030重大项目，中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队等多项。

     霍永恒教授多年聚焦量子信息材料、器件及相关物理研究。首次实现了基态为轻空穴的量子点，可直接发射纠缠光子对的(001)GaAs量子点等，保持着确定性单光子源和纠缠光子源综合性能最优纪录。通过创新材料和器件加工技术为“祖冲之号”系列超导量子处理器的研制提供了基础材料与器件保障，助力我国超导量子计算达到国际前沿水平。面向光学原子钟等量子精密测量领域“卡脖子”问题，研制了国际先进水平的超高反射率光学薄膜等关键器件。已在Nature, Science, Nature Physics, Nature Photonics, PRL等发表论文60余篇。