我校物理學院王雪華教授團隊在量子糾纏光源研究領域深耕多年，借助國際合作，率先研制出綜合性能俱佳的“三高”量子糾纏光子對源，該成果以“A solid-state source of strongly entangled photon pairs with high brightness and indistinguishability”為題于2019年4月22日在線發表于《自然-納米技術》(Nature Nanotechnology)雜志。同期評論報道對此項研究進展給予了高度評價：“能夠按需產生極化糾纏光子對的量子點光源已經實現，這標志著可擴展、可集成量子光子學和信息處理的一個重要里程碑”（A semiconductor quantum dot that generates polarization-entangled photon pairs on demand has been realized, marking an important milestone for scalable integrated quantum photonics and information processing.）：https://www.nature.com/articles/s41565-019-0440-z。
量子光源是量子信息和量子光電集成芯片不可或缺的量子器件。自發參量下轉換(SPDC)一直是產生量子光源的主要傳統方法。然而，這種方法不僅效率很低，而且本質上是概率性的，這些缺點限制了量子光源的可擴展性和可重復性。量子點（或其它輻射子）的量子光源可以根據需要由外部電脈沖或光脈沖觸發來產生確定性的單光子或糾纏光子對，但也存在很大困難：半導體材料的高折射率和側向及背向的光子泄露會嚴重降低量子光源的亮度（收集效率），其糾纏保真度和不可區分性也相對較低。因此，實現高亮度、高糾纏保真度和高不可區分性的“三高”量子光子源一直是量子信息科學領域的一個重大挑戰。
王雪華教授團隊瞄準這一國際前沿重大挑戰，基于量子光輻射控制理論，提出一種如下圖所示能克服光子側向和背向泄露且能極大提高光子前向出射的新型微納“射燈”結構，其單光子理論收集效率在較大的帶寬中超過90%、最高可達95%。
該“射燈”結構量子光源的實驗制備難度極大，因為它要求三大核心微納制備技術：厚度160nm左右且內有量子點的薄膜轉移技術；定位精度小于10nm的量子點光學精確定位技術；環形槽寬度制備精度小于5nm的高質量牛眼微納結構制備技術。為實驗制備出這一性能優越的量子光源，王雪華教授團隊自2013年開始，從零起步，堅持不懈，不斷探索，先后發展和掌握了上述三大核心微納制備技術，在國際上率先制備出綜合性能俱佳的“三高”量子糾纏光子對源(見下表)。該工作中的量子點樣品由奧地利林茨大學Armando Rastelli教授研究組提供，論文第一作者為我校劉進教授和蘇榕彬博士，通訊作者為奧地利林茨大學Armando Rastelli教授、我校李俊韜教授和王雪華教授。
上述研究工作得到了國家科技部重點研發計劃，國家自然科學基金，廣東省重大科技專項和自然科學基金，中山大學光電材料與技術國家重點實驗室，廣州市集成光子系統與應用重點實驗室及中山大學國家超級計算廣州中心的支持。
