近来，北京大学物理学院现代光学所王剑威研讨员与意大利罗马大学Fabio Sciarrino教授、英国布里斯托尔大学Anthony Laing和Mark Thompson教授，受邀在世界闻名刊物《天然-光子学》（Nature Photonics）上编撰总述文章，介绍“集成光量子技能”这一新式范畴的根本科学原理和前沿开展。
量子技能使用量子物理根本原理，经过控制光或物质的量子叠加和量子羁绊等内禀特点，其信息处理才能有望从根本上逾越经典范畴的信息技能。集成光量子芯片技能是一门结合了量子物理、量子信息、集成光子学和微纳制作等学科的前沿穿插技能，经过半导体微纳加工制作，有望完成高功用且大规模集成的光量子器材和系统，到达对作为量子信息载体的单光子进行高效处理、核算和传输等功用。
国内外对集成光量子芯片技能的研讨获得许多重要开展
2008年，世界上初次完成了根据二氧化硅平面光波导系统的量子受控羁绊门和量子干与，创始了集成光量子芯片范畴的先河。在曩昔十年间，国内外对集成光量子芯片技能的研讨,获得了许多重要开展，现在已完成了片上光量子态的制备、量子控制以及单光子勘探等中心功用，而且器材集成度和功用杂乱度也都得到了大幅度进步。
总述总结了：集成光量子芯片的干流资料系统、中心量子光学元器材，及其量子信息的前沿使用，包含量子密钥分发和通讯、物理和化学系统的量子模仿、量子玻色取样、光量子信息处理和核算等。
集成光量子芯片的资料系统现在首要选用硅基绝缘体上、铌酸锂、激光直写二氧化硅、氮化硅、氮化嫁、磷化铟等光波导资料。中心器材首要包含集成单光子源与羁绊光子源、可编程大规模集成光路、集成单光子勘探器等，其间量子光源首要有非线性参量型量子光源和固态量子点型量子光源，而单光子勘探首要经过超导纳米线勘探和过度边际感应传感来完成。这些中心光量子集成器材的功用均获得了很大程度的进步。与此一起，集成光芯片渠道上也现已逐步开展出一套能够将量子信息准确加载在单光子的途径、偏振、时刻、空间、频率等不同自由度的办法，为该技能的开展供给了宽广的便利性和多样化。
集成光电子器材在经典通讯系统中一直起着无足轻重的效果，能够预期其也将在量子密钥分发和量子通讯中起到重要效果，特别是微小型、低成本、高功用的量子通讯收发芯片的开展，将有助于进一步下降成本、进步可靠性，推动其实用化进程。现在，量子通讯的几种首要协议，包含制备-丈量类的通讯协议以及根据羁绊散布和量子隐形传态类的协议等，已先后在硅基、磷化铟、氮化硅等光子芯片上得到试验验证。别的，全集成型量子真随机数发生器也有许多试验完成，并有望在不远的将来供给微小型、高速和低成本的真随机数发生器。
量子线路模型和根据丈量的单向量子核算模型是完成通用量子核算的干流模型。光学量子核算的线路模型完成计划存在扩展性困难，但根据丈量的光量子核算能够大大下降需求的物理资源，并可完成通用量子核算。在可编程的光量子芯片渠道上，现在已成功试验验证了Shor因数分解算法、Grover搜索算法、优化算法等重要算法，并可在单一芯片完成多种杂乱量子信息处理功用。近年来，片上制备并控制杂乱量子态，包含高维量子态、多光子羁绊态、图羁绊态等，均已在硅基和二氧化硅等渠道完成。值得一提的是，集成光量子芯片的高可编程性、高稳定性、高保真度，为通用量子核算的完成供给了根底。
量子玻色取样和量子模仿被认为是量子核算的短期完成目标和重要使用方向。触发型玻色取样和根据量子点光源的玻色取样，被认为是完成具有“量子优势”的玻色取样量子核算的有用技能计划，有望逾越经典核算机核算才能，其间前者已完成芯片上量子光源和线性网络的全集成，而后者最近在中科大发布的一个论文预印本中报导了20光子60形式玻色取样的重要打破。集成光量子芯片系统已试验验证了离散型和接连型的量子散步功用，并可用于模仿杂乱的物理和生物进程。一起，集成光量子模仿器也成功验证了多种典型的量子模仿算法，有望有用地模仿化学分子动力学进程。
