单光子源是量子信息和精密测量研究所需的核心量子资源之一。很多重要的量子光学应用对单光子的质量有着极高的要求，例如，为满足全光量子中继器和簇态光量子计算等应用，单光子的纯度必须达到99.9%以上，并且全同度要大于99%。过去的几十年中，人们发展了不同的物理系统来产生单光子，尽管单光子的质量得到了大幅提升，但实现同时满足高纯度和高全同度的单光子源仍是一大难题。
华中科技大学李霖教授课题组经过数年如一日的努力，成功搭建了基于里德堡原子的量子物理实验平台。
课题组也进行了重要的单光子源应用研究：光量子逻辑门。量子逻辑门是量子计算等重要应用的核心单元，其保真度直接影响着量子系统的可扩展性。在这个研究中，李霖教授课题组利用高质量的里德堡单光子源展示了近乎完美的双光子量子干涉，将其应用到基于KLM方案的光量子逻辑门实验中，并成功地将真值表保真度提高到了99.84%。
