新技术实现逐个发生相同光子

 公司新闻     |      2021-11-19 19:19
本文摘要:通过记载从多个缺陷点位置差别的薄膜所发出的光子的情况研究人员能够确定注入电子、缺陷点位置原子结构和所发出的光子三者之间的关系漫衍图。 所以现在大部门设计都使用单个光子加密信息通过这些光子在量子网络间、或在量子芯片之间通报信息。 然而现在用于生成单个光子的工具还无法提供量子信息技术所需的准确性和稳定性。 近期一份揭晓在《科学希望》(Science Advances)期刊上的研究称发现了一种可以根据需要逐个发生完全一样的光子的技术。

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通过记载从多个缺陷点位置差别的薄膜所发出的光子的情况研究人员能够确定注入电子、缺陷点位置原子结构和所发出的光子三者之间的关系漫衍图。

所以现在大部门设计都使用单个光子加密信息通过这些光子在量子网络间、或在量子芯片之间通报信息。

然而现在用于生成单个光子的工具还无法提供量子信息技术所需的准确性和稳定性。

近期一份揭晓在《科学希望》(Science Advances)期刊上的研究称发现了一种可以根据需要逐个发生完全一样的光子的技术。

这项研究的卖力人美国能源部伯克利国家实验室(LBNL)的韦伯-巴乔尼(Alex Weber-Bargioni)说:「这种技术以电子触发、在准确位置发射单个光子是实现可整合量子技术生长门路上迈出的一大步。」

研究称这个技术的难点不在如何发生单个光子而是怎样根据需要发生一个个完全相同的光子。

下一代驾驭量子物理技术的设备将能提供比现代互联网更宁静、更快、更高性能的信息分享体验。光子是现在科学家所知的量子信息的最佳载体能够完发展距离传输而不会损失影象或相干性。

现有的光子发射器通常使用半导体纳米粒子质料它们由光刻技术制造自然带有变化性不行能在原子层面到达完全相同的效果因今生成的光子各不相同。

这个研究组接纳了一种纷歧样的措施:在一层石墨烯上笼罩一层很薄的半导体质料薄膜并向薄膜加入纪律性漫衍的杂质。通过大量实验确定一个最佳的位置在这个位置控制杂质打破漫衍的纪律性形成一个缺陷点。

之后就在这个缺陷位置施加电压引发释放一个光子。研究人员发现只要简朴地通过对电压的控制就实现了对光子能量的控制。

这项实验使用扫瞄隧道显微镜镀金的针尖准确定位薄膜上杂质漫衍的缺陷点。在针尖和质料之间施压电压针尖将一个电子注入缺陷处当电子从探针尖端隧穿时其可控的部门能量将转化为单个光子。

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最后针尖还起到天线的作用引导发射的光子进入一个光学探测器记载这个光子的波长和位置。

现在多数宁静信息传输系统都使用光源逐一发生单个光子。每个光子都有特定的波长和朝向都纷歧样。

这种新式的光子发射器使用电子发生光子每个完全一样而且也可以实现和光源光子发射器一样的控制力和精准度。

研究人员从绘制的高精度漫衍图上能够把发射光子的位置准确到小于1埃米(0.1纳米)的水平约莫相当于一个原子的直径。

研究者称如此准确的光子发射图对相识电子引发光子的机制很重要。

研究者表现二维质料是下一代光子发射器的重要平台。

薄膜灵活度高与其它结构容易整合为实现可控光子发射技术提供了一套系统的解决方案。


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