最近，濟南量子技術學院和中國科學技術大學成功開發了世界上第一個集成多通道量子頻??率轉換芯片。該芯片基于反向質子交換的周期性極化鈮酸鋰波導（PPLN），可實現多通道光子的非線性頻率轉換，并且在頻率轉換過程中，光子的量子特性保持不變。
該結果是由量子檢測和波導設備實驗室的張強教授，高級工程師謝秀平和副研究員鄭明陽的合作完成的。該論文發表在國際著名的學術期刊“ Physical Review Applied”上。
近年來，在量子信息技術領域，特別是單光子成像和長距離量子存儲器中，迫切需要多通道量子頻??率轉換芯片。為了滿足研究和應用的需求，濟南量子技術研究所率先開發了一種多通道量子頻??率轉換芯片。
該芯片由一個用于雙端耦合和封裝的34通道波導和34通道光纖陣列組成。該芯片設計用于1550nm波段的單光子信號，并泵浦1950nm波段的光以實現非線性總和頻率。
實驗表明，每個通道中1550nm信號光的平均轉換效率為60％，可與商用單通道PPLN波導芯片相媲美。同時，研究團隊使用該芯片開發了一種陣列型上轉換單光子檢測器，該檢測器對每個通道的平均檢測效率為23.2％，平均暗計數為557cps，并且具有隔離指數相鄰聲道之間的距離大于71dB。
陣列探測器在高速量子密鑰分配，深空激光通信，單光子成像和激光雷達中具有廣闊的應用前景。此外，研究人員使用量子頻率轉換芯片成功地執行了多通道差頻轉換實驗。
實驗表明，集成芯片將在促進長距離多模量子存儲技術的發展中發揮重要作用。這項工作由國家重點研發計劃，山東泰山學者項目，山東省重點研發計劃項目，山東省自然科學基金項目和濟南高新區管委會資助。