為了促進(jìn)量子計算和通信的發(fā)展，研究出一種新的控制和操縱單光子的方法

為了促進(jìn)量子計算和通信的發(fā)展，一項歐洲研究合作報告了一種新的控制和操縱單光子而不產(chǎn)生熱量的方法。該解決方案使將光開關(guān)和單光子檢測器集成在單個芯片中成為可能。

該團(tuán)隊發(fā)表在《自然通訊》上的報道稱，他們開發(fā)了一種光學(xué)開關(guān)，該開關(guān)通過微觀機械運動而不是熱量進(jìn)行了重新配置，從而使該開關(guān)與熱敏單光子探測器兼容。

當(dāng)今使用的光開關(guān)通過局部加熱半導(dǎo)體芯片內(nèi)部的光導(dǎo)來工作。斯德哥爾摩KTH皇家技術(shù)學(xué)院的博士生Samuel Gyger說：“這種方法不適用于量子光學(xué)?！?/p>

吉格說：“由于我們要檢測每個光子，因此我們使用量子檢測器，該檢測器通過測量單光子在被超導(dǎo)材料吸收時產(chǎn)生的熱量來工作。” “如果我們使用傳統(tǒng)的開關(guān)，我們的探測器將被熱量淹沒，因此根本無法工作?！?/p>

卡洛斯·埃蘭多·赫蘭茲（Carlos Errando Herranz）表示，這種新方法能夠控制單光子，而不會加熱半導(dǎo)體芯片，從而使單光子探測器變得無用。他是歐洲量子旗艦項目的一部分，他領(lǐng)導(dǎo)了KTH的研究工作。

使用微機電（MEMS）激勵，該解決方案能夠在單個半導(dǎo)體芯片上進(jìn)行光切換和光子檢測，同時保持單光子檢測器所需的低溫。

Errando Herranz說：“我們的技術(shù)將有助于連接量子技術(shù)的集成光學(xué)電路所需的所有構(gòu)件?！?/p>

他說：“量子技術(shù)將實現(xiàn)安全的消息加密和解決當(dāng)今計算機無法解決的問題的計算方法。” “他們將提供模擬工具，使我們能夠了解自然的基本定律，這可能會導(dǎo)致新材料和新藥物的出現(xiàn)?！?/p>

該小組將進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，使其與典型的電子設(shè)備兼容，這將涉及降低實驗裝置中使用的電壓。

Errando Herranz說，該小組的目標(biāo)是將制造工藝整合到已經(jīng)制造出片上光學(xué)器件的半導(dǎo)體代工廠中，這是必要的步驟，以使量子光學(xué)電路的尺寸足以實現(xiàn)某些量子技術(shù)的承諾。
編輯：lyn