光子单独发射

光子单独发射,第1张

爱尔兰都柏林三一大学(TCD)的研究人员发明了一种装置,这种装置发出的光只包含量子点中的单个粒子,可以以可控的方式一个接一个地发射光子。

(都柏林三一学院)

量子点是一种微小的颗粒或纳米晶体,即直径只有纳米级的半导体材料。它在量子计算机、量子通信和其他量子设备中有着重要的应用。

本研究组在之前的光子系统上取得了显著的改进,可以使量子点可控定向发射单光子,并使量子点形成纠缠对。

正如0和1的数字比特是现代计算机的基础一样,0、1以及0和1两种状态的量子比特是量子计算机的基础。这意味着量子计算机将拥有更强的计算能力。

科学家正在探索各种方案作为量子比特,利用光学系统就是其中之一,它利用纳米光的量子特性作为量子比特。

要实现在量子计算机上的应用,这种器件必须能够控制量子点发射光子的过程,并使量子点之间产生纠缠。这很重要,因为纠缠量子点可以发射纠缠光子。

首席研究员、物理学教授约翰·多纳根(John Donegan)解释说:“这个装置将金属尖端放置在含有量子点且只有几纳米的表面材料上。”

在光的刺激下,金属尖端会产生高强度的电场。强电场可以增加量子点发射的光子数量,使量子点和发射的光子形成量子发射器特有的纠缠态。

研究人员还提到,目前很多系统试图将一个金属尖端和一个量子点固定在一起,他们的系统比这简单得多。因此,他们预计这种器件将在量子发射器领域有广阔的应用前景。

这项研究最近发表在《纳米快报》上。

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