研究人員以極高的精度控制單個(gè)光量子

來自德國和西班牙聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)成功地以極高的精度控制了單個(gè)光量子。研究人員在Nature Communications雜志報(bào)告了他們?nèi)绾瓮ㄟ^聲波以千兆赫頻率在兩個(gè)輸出之間來回切換芯片上的單個(gè)光子。首次展示的這種方法可用于聲量子技術(shù)或復(fù)雜的集成光子網(wǎng)絡(luò)。

光波和聲波構(gòu)成了現(xiàn)代通信的技術(shù)支柱。雖然帶有激光的玻璃纖維構(gòu)成了萬維網(wǎng)，但芯片上的納米級聲波以千兆赫頻率處理信號，以便在智能手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦之間進(jìn)行無線傳輸。未來最緊迫的問題之一是如何將這些技術(shù)擴(kuò)展到量子系統(tǒng)，以建立安全（即免竊聽）的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

研究人員稱，光量子或光子在量子技術(shù)的發(fā)展中起著非常重要的作用。研究團(tuán)隊(duì)已成功地在拇指指甲大小的芯片上生成單個(gè)光子，然后以前所未有的精度控制它們，通過聲波精確計(jì)時(shí)。

在他們的研究中，研究人員制造了一種芯片，該芯片配備了用于光量子的微小“傳導(dǎo)路徑”，即所謂的波導(dǎo)，它們僅為人的頭發(fā)絲的1/30。此外，該芯片還包含量子光源（即量子點(diǎn)）。這些量子點(diǎn)只有幾納米大小，是波導(dǎo)內(nèi)的島嶼，它們以單個(gè)光子的形式發(fā)射光。量子點(diǎn)包含在芯片中，因此不必使用復(fù)雜的方法通過其他來源生成單個(gè)光子。

研究人員稱，通過使用納米級聲波，他們能在波導(dǎo)中以前所未有的速度直接在芯片上的兩個(gè)輸出之間來回切換光子。研究人員認(rèn)為該成果是混合量子技術(shù)道路上的一個(gè)里程碑，因?yàn)樗麄兘Y(jié)合了3種不同的量子系統(tǒng)：量子點(diǎn)形式的量子光源、產(chǎn)生的光量子以及聲子（聲波中的量子粒子）。

審核編輯 ：李倩