半導體量子點量子光源研究進展

徐 強，謝修敏，張 偉，袁 菲，胡衛(wèi)英，鄧 杰，趙新華，宋海智,2

(1.西南技術物理研究所，成都 610041；2.電子科技大學 基礎與前沿研究院，成都 610054)

引 言

量子信息處理技術正在快速發(fā)展并將成為未來信息網(wǎng)絡的核心技術。量子信息處理系統(tǒng)可以由超導體、光子、電子等多種物理體系構成[1]。在利用光學和光子元件的系統(tǒng)中，量子光源是量子通信[2]、量子計算[3]和量子測量[4-5]等多種量子應用領域的基本構件。光量子技術需要高效的、按需發(fā)射的、高度全同的單光子源或者光子糾纏源[6]。自發(fā)參量下轉換雖然提供了很高全同性的光子，但其亮度較低、可擴展性較差。因此，具有納米結構的固體光子源，如半導體量子點或金剛石色心等的發(fā)展受到了人們的廣泛關注[7]。半導體量子點具有類似于單個原子系統(tǒng)的離散量子態(tài)，因此擁有巨大的潛力被用作優(yōu)良的量子光源[8]。目前，半導體量子點是性能最好的光子產生系統(tǒng)，幾乎所有物理特性都具有很高的品質，如光子產生率高、光學相干性好、光譜可調諧范圍廣等[9]。最重要的是，量子點作為按需糾纏光子對的最有前途的候選源，在未來的量子信息系統(tǒng)中具有廣闊的應用前景[10-13]。基于量子點的半導體量子光源在近20年來得到了廣泛而深入的研究，基于量子點的量子光源被用于制備自旋光子糾纏、量子密鑰分發(fā)、量子態(tài)轉移和量子中繼器[14-19]，在構建量子網(wǎng)絡中發(fā)揮了重要作用。特別是近年來，量子點量子光源的發(fā)展比以往有了更大的進步[20-22]。

本文中從基于量子點的單光子光源、基于量子點的糾纏光源以及量子點量子光源的片上集成3個方面綜述了量子點量子光源的研究進展。

1 基于半導體量子點的單光子源

半導體量子點單光子源適用于按需光子產生。從本世紀初開始，量子點作為潛力巨大的單光子源得到了深入研究。但在2016年之前,還沒有產生過具有近完美全同的、高純度的、高亮度的單光子源[23-31]。增加光源亮度最有效的方式是將量子點嵌入到一個平面微腔中。2016年,SOMASCHI等人在電控微腔中制備了InGaAs量子點光源[32](如圖1所示),其量子點單光子源的質量是目前性能最好的，全同性為0.9956±0.0045，純度達到g(2)(0)=0.0028±0.0012，收集效率為65%，亮度是以前的100倍。該量子點單光子源在可擴展的多光子實驗如玻色子采樣中得到了很好的應用[33]。為了進一步提高量子點單光子源的收集效率，需要對準直技術進行大量的研究。LIU課題小組報道了基于微柱腔內精細定位量子點的單光子源，收集效率為68%[34]。具有這種質量的單光子發(fā)射已經被許多工作進一步證實[35-36]，從而為復雜、可擴展的光子量子信息處理開辟了新的道路。

圖1 SOMASCHI等人制造的電控單光子源[32]

然而在通訊頻段目前還沒有成功實現(xiàn)高品質的單光子源。InAs/InP量子點材料體系可以產生通訊波段的光子，并于2005年首次實現(xiàn)1.5μm的單光子發(fā)射[37]。SONG團隊設計了新穎的微柱腔和單片微柱腔，用于通訊波段光子與量子點的弱耦合和強耦合，以實現(xiàn)高效、高不可分辨性的單光子源[38-40]。最近，也有研究團隊使用光子晶體微腔實現(xiàn)了1.3μm和1.5μm波段的明亮單光子源[41-42]。此外，通過在量子點固有的納米尺度上塑造量子點的光學環(huán)境，發(fā)射出的單個光子也可以耦合到統(tǒng)一的導模上，使單光子源具有高度全同性[43]。這些研究使得基于量子點的按需發(fā)射源、量子門、量子干涉等成為可能，形成了線性光量子計算和量子通信的基礎。

雖然微腔在改善量子點單光子源品質方面效果良好，但微腔在耦合強度等方面還存在欠缺。為了進一步提高耦合強度，人們發(fā)現(xiàn)量子點的單光子發(fā)射也可以通過等離子體納米結構等更緊湊的方式得到增強。由于等離子體納米結構的亞波長模式體積，發(fā)射體與等離子體共振模之間的耦合強度得到增強[44-48]。平面多層超材料納米結構被證實對自發(fā)輻射具有寬帶PURCELL效應，PFEIFFER等人展示了一種利用等離子體增強自組裝半導體量子點發(fā)射的新方法[49]。LI等人在最近的工作中利用Ag-SiO2多層超材料和納米結構光柵，將CdSe/ZnS量子點在570nm～680nm波段的自發(fā)輻射增強了3倍～6倍[50]，如圖2所示。多層光柵有助于在光柵槽內定位量子點，增強量子點與表面等離子體模的相互作用[51]。這些工作有助于理解量子光源與超材料納米結構之間增強的光-物質相互作用，有助于將基于超材料的量子點單光子源應用于量子信息處理中。

圖2 LI等人研究的多層超材料納米結構[50]

目前的微腔量子點單光子源都工作在極低溫度下(通常小于10K)，嚴重限制了其適用范圍，人們希望單光子源能夠在室溫下工作，且還能夠被電激發(fā)和控制，并能夠與未來量子存儲和單光子探測器等量子網(wǎng)絡的其他關鍵元器件兼容，最近幾年在這方面的確取得了重大的進展[52-54]。研究表明，室溫單光子光源更容易在膠體核/殼結構量子點中實現(xiàn)[55-56]。2017年，LIN等人研究了單膠體量子點作為電驅動單光子源中的量子光源，結合器件中的隔離層，實現(xiàn)了室溫下最佳的抗聚束單光子產生，開辟了開發(fā)新型室溫量子光源的途徑[57]。為了解決室溫單光子的純度無法與低溫光子相比的問題，F(xiàn)ENG等人進行了單光子的純化[58]，從室溫膠體量子點中實現(xiàn)高純度的單光子，如圖3所示。通過對單個光子進行適當?shù)男揎?，得到了單光子純度為g(2)(0)=0.01。這個值只有在之前的低溫InGaAs量子點上才能實現(xiàn)，而且其純度不隨激勵功率或不同量子點的變化而變化。他們發(fā)現(xiàn)能夠在不影響單光子質量的前提下提高發(fā)射速率，提供了一種在室溫下制備高純度量子點單光子源的新方法。

圖3 FENG等人制備的室溫膠體量子點單光子源[58]

在構建量子網(wǎng)絡中必須對遠程量子光源進行連接，這是一項極富挑戰(zhàn)的任務，因為不同的“人造原子”的量子態(tài)必須按需高保真地準備好，要求單光子源產生的光子必須在所有可能的自由度下都難以分辨[59-62]。針對這一迫切需要，事實上目前已有團隊開展了相關實驗研究。2017年，TROTTA課題組展示了一種前所未有的雙光子干涉[63]，其雙光子來自嵌入在平面分布式布喇格反射腔中的遠程應變可調GaAs量子點，并提出了一種新的聲子輔助雙光子激發(fā)方案。利用該方案產生了難以分辨的糾纏光子對，制備了雙激子態(tài)，對環(huán)境退相干具有較強的魯棒性。這一結果對于實現(xiàn)不同人工原子間的量子中繼器和多光子量子相互作用具有重要的里程碑意義。SCHMIDT課題組在演示了一種阻止兩個獨立量子點漂移的技術之后[64]，在2018年的Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉實驗中實現(xiàn)了基于不同量子點的雙光子長距離穩(wěn)定干涉[65]。更引人注目的是，PAN團隊報道了兩個相隔1.5×108km的光子之間的量子干涉、糾纏和非局域特性，一個產生于太陽，另外一個產生于地球上的半導體量子點，這在天文尺度上開辟了一條量子光子學之路[66]。此外，人工原子和自然原子的結合使得量子點的單光子態(tài)可以被保存為原子態(tài)，具有特別長的存儲時間，可用于建立量子中繼器[67-70]。

綜上所述，基于量子點的單光子源實現(xiàn)了近乎完美的全同性、10-3級的高純度、以及近70%的收集效率，甚至在通信波段也大大提高了亮度；等離子體和其它納米結構開始在改善量子點單光子源方面發(fā)揮重要作用；量子點單光子源的室溫工作和電驅動已不再是一項艱巨的任務；甚至可以實現(xiàn)遠程量子點量子光源之間的關聯(lián)，這些都預示著基于半導體量子點的單光子源在量子信息處理中成功應用的前景。

2 基于量子點的光子糾纏源

糾纏雙光子源可應用于量子秘鑰分發(fā)、量子計量、量子隱形傳態(tài)、量子中繼器等領域[14-19]，由于缺乏確定的糾纏源，糾纏現(xiàn)象還處于實驗階段；從應用前景來說，固態(tài)糾纏光子源具有特殊的意義[71]。在許多系統(tǒng)中，半導體量子點對于偏振糾纏光子對的發(fā)射極具效力。由于典型的退相干效應，最初認為量子點的糾纏程度有限，但最近的研究改變了這種看法。量子點糾纏光子的最大限制是量子點對稱性的破壞，這是由應變、成分變化和形狀不規(guī)則性的各向異性造成的，它導致了激子發(fā)射中的精細結構分裂效應[72](fine-structure splitting,FSS)。為了構建糾纏態(tài)，精細結構分裂效應的輻射壽命有限線寬應小于1μeV[73]。一些后生長調控方法，如壓電材料引起的單軸應力調制[64]、電場誘導量子限制Stark效應[74-75]、磁場引入的塞曼轉變[76]，或激光退火技術[77]等，可很大程度消除精細結構分裂，這對于提高量子點光源的雙光子產率很有幫助[78]。運用這些技術，糾纏光子的最高產率達到近10kHz[79]。H?FER課題組通過施加單軸應力，成功地消除了集成在單軸壓電驅動器上的通信波段InGaAs/GaAs量子點的精細結構分裂[80]，如圖4所示。該技術能夠在不降低量子點光源性能的前提下，對量子點發(fā)射波長及其精細結構分裂進行調諧，朝著通信波段產生高通量糾纏光子對的目標邁出了重要一步。

可以預期，單軸應變與Stark效應相結合[81]，將使實現(xiàn)通信波段的量子點糾纏光子源成為可能，因為其中能量的調節(jié)獨立于精細結構分裂。此外，由于半導體量子點中的應變抑制精細結構分裂是在片內平臺上實現(xiàn)的[82]，因此利用類似的通信波長架構，量子中繼網(wǎng)絡也有可能實現(xiàn)[83-85]。2019年，SHIELDS課題組報道了一個為期一周的偏振糾纏光子傳輸，實現(xiàn)了單InAs/GaAs量子點18km長的城域光纖網(wǎng)絡傳輸[86]，這為低復雜度、魯棒性的量子信息網(wǎng)絡提供了一種可靠、穩(wěn)定的技術。

圖4 H?FER等人工作中的器件結構和測量結果[80]

量子點的形貌和平面各向異性對精細結構分裂起著主導作用，最有效的處理辦法是生長零精細結構分裂的量子點，而不是使用通過后選擇或者調控的方式消除精細結構分裂。2013年,JUSKA等人[87]在圖形化GaAs襯底上制備了金字塔位點控制、高度對稱的InGaAsN量子點，在非共振激發(fā)下高達15%的量子點可以產生偏振糾纏光子，其保真度可達0.72。不同于形貌高度對稱的方法，另外一種有效途徑是生長大的低應力InGaAs量子點；盡管存在各向異性，但其精細結構分裂遠低于10μeV[88]。還有一些其它的方法來增加量子點發(fā)射糾纏光子[89]，如液滴外延法；WANG等人通過局部液滴蝕刻將納米孔蝕刻到AlGaAs襯底中制備出量子點[90]，2013年,HUO等人證明了液滴量子點具有4μeV的超小精細結構分裂效應[91]。由于交換相互作用是由電子-空穴波函數(shù)重疊決定的，因此除了平面的結構外，垂直結構的形貌也可以降低精細結構分裂[92]。2017年，HUBER等在未用任何生長后技術的情況下[93]，獲得了量子點糾纏源迄今為止最高的糾纏保真度，達到0.94，如圖5所示。所獲得的保真度對于隨時可用的量子中繼器具有很大吸引力。2018年,BASSO BASSET等人在GaAs基底上提出了一種改進的方法，將Ga液滴結晶，并在約520℃的高溫下沉積隨后的阻擋層[94]，通過抑制在低溫生長中較高的缺陷密度，量子點的晶體質量得到了顯著改善。

圖5 HUBER等人的研究[93]

多光子態(tài)是安全量子中繼器、量子計算機和量子增強傳感器必不可少的光源，實現(xiàn)高維光子態(tài)有多種方法，但即使是最先進的技術也是概率性的，或者保真度受限[95-97]。一種有效方法是通過單個量子光源直接創(chuàng)建一個復雜的光子態(tài)，這在原則上允許確定的多量子比特光子態(tài)。LEE等人利用微腔量子點中增強喇曼躍遷模式來進行自旋態(tài)制備，然后依次產生時間片單光子W態(tài)[98]，如圖6所示。他們利用微腔受激喇曼輻射效應，對捕獲的空穴自旋進行自旋態(tài)制備。該技術允許任意單光子時間片編碼狀態(tài)的確定性生成，這種能力將有助于單模量子計算和最大限度地改善長距離量子秘鑰分發(fā)。多光子糾纏態(tài)，如“NOON態(tài)”，由于其在高精度、量子增強相位測定中的應用，也引起了廣泛的關注[99]。自發(fā)參量下轉換方法是通過在分束器上混合量子光和經典光而產生NOON態(tài)，相比之下，MüLLER等人[100]則利用HOM干涉證明了基于量子點單光子源產生的雙光子NOON態(tài)的超高分辨率的相位測量，利用帶電激子態(tài)的脈沖共振熒光特性，提高了相位不確定度的精度，使之優(yōu)于標準量子極限。這一研究為將來實現(xiàn)真實的量子傳感器指出了一個方向。

圖6 a—LEE等人的實驗設置結構圖[98] b—量子點微柱系統(tǒng)置于磁場中 c—單空穴電荷量子點在Voigt場中的量子態(tài)和允許的躍遷選擇

綜上所述，最初被認為有限的量子點光子糾纏事實上實現(xiàn)了10kHz的高糾纏比特率；應力調節(jié)和電驅動在實現(xiàn)糾纏量子點光子源方面作用顯著；原位生長技術大大改善了量子點的整體對稱性，使糾纏保真度達到0.94；半導體量子點的多光子糾纏已經成為現(xiàn)實。這些進展為量子點成為量子計算和量子通信領域的確定性復雜量子光源鋪平了道路。

3 量子點量子光源的片上集成

由于缺乏在同一芯片內同時產生和控制光子的方法，長期以來一直是實現(xiàn)高效的多量子比特系統(tǒng)和芯片尺度量子光子系統(tǒng)的一個障礙。光子集成是近年來發(fā)展起來的一種構建片上量子信息處理系統(tǒng)的方法，其優(yōu)勢在于具有量子發(fā)射、量子處理、量子存儲和量子測量等多種功能[101]。為了獲得量子信息網(wǎng)絡的確定性和可擴展性的光-物質量子接口，需要將固態(tài)量子光源集成到光子芯片中[102]。這一要求包括確定的單光子源、復雜的量子比特操作電路和片上檢測等技術，顯然半導體量子點是最好的構造單元之一[103]，因為它們可以集成到微腔和光子納米結構中[104]。量子點具有片內電激發(fā)[105]、波長可調糾纏光子發(fā)射等優(yōu)點[106]，將半導體量子點集成在光子芯片上已經取得了很大的進展。

在這一領域中，如何實現(xiàn)Ⅲ-Ⅴ光量子電路面臨巨大挑戰(zhàn)，包括將選定的量子點確定性地集成到光波導/微腔中，有效濾除發(fā)射光譜中的特定量子躍遷，片上抽運抑制，以及多個量子點的復用[107-108]。外延生長的InGaAs/GaAs量子點經?？杉傻礁鞣N光子結構中，2017年,MIDOLO等人在光子波導中嵌入量子點光源，集成了電光移相器[109]，使單個自組裝量子點發(fā)射的光子可以主動地傳輸?shù)礁缮鎯x的兩個輸出端。DAVANCO等人開發(fā)了一種多光子集成平臺[110]，可以直接將包含量子點的GaAs波導和微腔與低損耗的Si3N4波導集成在一起，在該平臺上實現(xiàn)了單InAs/GaAs量子點與Si3N4波導之間的高效光學接口，構建了微腔內量子點的發(fā)射增強和強耦合路徑。最近，THYRRESTRUP等人[44]通過在一個電接觸納米光子膜中嵌入量子點來表征量子光源的壽命極限線寬，向片上集成非線性光子回路的實現(xiàn)邁出了重要一步。將按需單光子源集成到硅光子芯片上仍然是一個困難的挑戰(zhàn)，但KIM等人[111]實現(xiàn)了硅光子器件與固態(tài)單光子光源的集成，為芯片規(guī)模的單光子源和片上光學量子信息處理鋪平了道路。此外，將預選量子光源確定性地集成到納米光子元件中的制造技術，對包含多重光源的量子回路的實現(xiàn)十分關鍵。ELSHAARI等人[112]用一種混合的、可擴展的方法克服了幾乎所有上述挑戰(zhàn)。如圖7所示，在他們的方案中，其結構為InAsP量子點嵌入InP納米線(紅寶石色)中，InP納米線與Si3N4波導(藍色)、片上可調諧環(huán)形諧振器濾波器集成在一起。單個Ⅲ-Ⅴ量子點量子光源被集成在一個互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)兼容的光子電路中，發(fā)射源的激勵抑制超過95dB，單光子路由帶寬達到40nm，系統(tǒng)尺寸大小是類似平面方法的10-6。這些結果向芯片集成的單光子源和片上光量子計算邁出了重要的一步，并充分挖掘了光量子技術的潛力。

圖7 ELSHAARI等人制作的混合光量子電路示意圖[112]

外延量子點通常具有扁平的形貌，因此它們主要沿z方向量子化，只適合制作高效垂直發(fā)射的單光子器件[113-114]。為了實現(xiàn)對集成量子器件的平面操控，需要運用平面集成光量子學的技術[115-117]，制作在x-y平面內具有量子化軸的量子點。在ZADEH等人的研究中[118]，納米線-量子點從基底上移除，并被旋轉90°以實現(xiàn)與介質波導的有效耦合。最近，YUAN等人更有力地展示了如何在不旋轉任何方向的情況下，將量子點的量子化軸旋轉到生長平面上[119]，他們的技術保持了量子點異質結構與平面光子處理的兼容性，其方案如圖8所示。包括了高質量、初始無應變的GaAs量子點和提供平面內應力的微機械壓電驅動器。與以往大多數(shù)實驗在生長后加入應力作為擾動來微調量子點的發(fā)射特性不同[120]，在決定量子化軸的作用上，限制效應相對于應力是一個微擾量。研究表明，單軸應力可以用作獲得具有理想定向躍遷偶極子和增強振子強度的量子光源的工具。

片上集成還有另一個目標，就是將量子光源、量子門和量子探測器等各種量子元件集成在一個芯片上。在量子網(wǎng)絡中，增強量子功能，避免不同技術平臺之間的損失是非常必要的[121-122]。事實上將量子發(fā)射源確定性地集成到片上量子納米光子元件中已經引起了人們的廣泛關注，這些技術包括位點控制量子點生長[123-125]、光源納米結構對齊[28]、原位光刻[126]等。由于其高模式分辨率，以及光譜和空間控制，原位電子束光刻允許將預選量子光源集成到復雜的光子系統(tǒng)中。SCHNAUBER等人通過原位電子束光刻技術將InAs量子點確定性地集成到多模干涉分束器中[127]，如圖9所示。結合波長微調[128]，在一個2×2分束器中對多個量子點進行頻譜選擇性集成，為進行片上HOM干涉實驗打開了一扇窗口。在單個波導中放置兩個諧振量子點，可以保證兩個量子光源之間的激子態(tài)轉移。這項工作為多節(jié)點、完全集成的量子光子芯片鋪平了道路。這種技術通常與金屬納米結構的表面等離子體激元有關，由于其亞波長約束和微傳播尺度，在集成納米光子電路領域具有廣闊的應用前景[129-132]。單量子光源與等離子體納米線之間的強相互作用已被用來制造集成的量子光學器件，如高效的單光子源和晶體管[133-135]。為了創(chuàng)造一種更簡單、更靈活、無衍射限制的光學分辨和激發(fā)技術，LI等人通過調節(jié)表面等離子體激元的干涉場[136]，可有效控制和激發(fā)多個量子點和一條銀納米線，實現(xiàn)了兩個量子點在100nm范圍內的選擇性調控。

圖9 SCHNAUBER等人工作中的集成結構和實驗數(shù)據(jù)[127]

量子光學中一個突出的挑戰(zhàn)是可擴展性，它要求以確定性的方式定位單個量子光源。到目前為止，大多數(shù)量子點量子光源都是基于隨機有核量子點，這使得它們無法有效地集成到芯片中。早在10多年前，基底上指定位置生長的半導體量子點就已經被制備出來用于實現(xiàn)集成單光子源[137]，并被證實更有利于量子點與光子結構的確定性集成[138]。有報道稱納米線中原位控制的量子點光源可以產生純度極好的單光子源，純度g(2)(0)<0.005[139]，偏振糾纏光子對的保真度超過80%[140-142]。為了將這種方法擴展到通信波段，在2018年,HAFFOUZ等人實現(xiàn)了在InP納米線波導中嵌入明亮的單一InAsP量子點[143]，借助適當優(yōu)化設計的波導，將通信O波段量子點的發(fā)射計數(shù)率從0.4kHz提高到35kHz。這一結果為利用位置控制生長來集成通信波段的有效單光子源鋪平了道路。

光子納米結構中量子點位置的精度實際上決定了耦合強度，因此對于控制量子芯片中的量子相互作用[144-145]和集體效應[146]至關重要。雖然已報道有全光成像方法[147]，但它們不能很好地用于光子納米結構中的量子點成像。2017年，de ASSIS等人演示了一種無損量子點映射技術[148]，利用兩種交叉極化的力學模式，對生長面上的量子點位置進行了2維映射。與光學近場方法和掃描隧道顯微鏡相比[149]，該技術可以確定深埋在具有更高空間分辨率的微結構中的量子點的位置。在2018年，LIU課題組利用納米制備和光致發(fā)光成像技術定位了單InAs/GaAs量子點的位置[150]，其定位偏差控制在5nm以內，可以根據(jù)與納米表面的距離函數(shù)來跟蹤量子點光子統(tǒng)計量。

考慮到集成的緊湊性和可擴展性，電子載波注入將是非常有吸引力的，因為它避免了笨重的外部激光源。然而基于PIN二極管設計的簡單電驅動源不允許共振激發(fā)，并且受到過量載流子引入的電荷噪聲的影響，這兩種情況都限制了發(fā)射光子的全同性[151]。STOCK等人將電致光激發(fā)源與諧振激發(fā)的量子點光源集成在同一芯片上[152]，成功解決了這一問題，而且在不干擾其它集成元素的情況下，以本地化的方式對光源進行調優(yōu)。

綜上所述，基于量子點的量子光源已經成功地與光子學微納結構集成到一個芯片中；量子點可以調諧成平面發(fā)射的方式，使普通量子點更適合于芯片集成，并實現(xiàn)與其它量子器件的量子交互；原位控制和片上電驅動量子點技術發(fā)展迅速，邁出了實現(xiàn)全片上量子集成的重要一步。

4 結束語

半導體量子點被認為是量子光源的最佳選擇，本文中綜述了近年來基于半導體量子點的量子光源的科學和技術進展?；诹孔狱c的單光子源已經實現(xiàn)了近乎完美的全同性，純度達到10-3量級，收集效率接近70%；即使在通信頻段，其亮度也得到了大大提升；等離子體及其相關納米結構開始在改善量子點單光子發(fā)射源方面發(fā)揮重要作用；量子點單光子源的室溫工作和電驅動已不再是一項艱巨的任務，甚至可以實現(xiàn)遠程量子點量子光源之間的關聯(lián)?；诎雽w量子點的糾纏光源進展很大，量子比特率已高達10kHz；原位生長等技術大大改善了量子點的整體對稱性，使糾纏保真度達到0.94；半導體量子點的多光子糾纏已經成為現(xiàn)實。量子點被進一步證明是量子信息處理中最好的按需、糾纏、片上集成的量子光源。量子點量子光源已經實現(xiàn)了與在電子、光子芯片上的集成；通過集成，量子點量子光源實現(xiàn)了與其它器件的量子交互；原位控制和片上電驅動技術進步很大，解決了實現(xiàn)全片上量子集成的關鍵工藝。研究進展表明了量子點量子光源在量子信息領域的良好應用前景。