利用電磁脈沖共振驅(qū)動和操縱量子比特被廣泛應(yīng)用于包括離子阱、固態(tài)缺陷、超導(dǎo)量子線路等各種物理體系的量子信息技術(shù)。2013年，潘建偉、陸朝陽等首創(chuàng)量子點脈沖共振激發(fā)方法，解決了先前困擾了國際學(xué)術(shù)界十多年的單光子源品質(zhì)問題，率先獲得了接近完美品質(zhì)的單光子[Nature Nanotechnology 8, 213-217 (2013)]。這一技術(shù)隨后被國際上廣泛采用。然而，基于單色光的共振激發(fā)方法在提升光子品質(zhì)的同時，激發(fā)光會帶來本底噪聲，一般需要高精度的極化濾波去除，因而導(dǎo)致50%的效率損失。這個效率損失使得操縱多個光子的成功率下降，成為以“波色取樣”任務(wù)實現(xiàn)超越經(jīng)典計算能力的量子霸權(quán)目標(biāo)的重要障礙。

　　為了解決這個長期存在的前沿問題，研究團隊設(shè)計了雙色脈沖相干激發(fā)方法，采用兩個相位鎖定的雙色失諧脈沖激發(fā)量子二能級系統(tǒng)。通過理論和實驗結(jié)合的研究發(fā)現(xiàn)，雙色失諧脈沖結(jié)合不僅可以抵消失諧，有效驅(qū)動二能級量子系統(tǒng)，同時，因為頻率上沒有和單光子重疊，可直接通過頻率濾波將激光有效濾除，從而得到高品質(zhì)的單光子。這個全新的方法和實驗技術(shù)為光和二能級原子的相互作用等基礎(chǔ)量子光學(xué)提供了新的手段，也向著量子霸權(quán)的科學(xué)目標(biāo)邁進(jìn)了堅實的一步。

　　該研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院、安徽省、上海市科委、教育部等的支持。