科学家利用原子层打造新型量子平台，可实现更稳定可控的量子通信

发布时间：2023-07-04 10:54:57 所属栏目：动态来源：

导读：多年来，学界一直在努力寻找能够创建和操作高功率的大规模量子照明光源的可能的更佳方式，以期实现更好的大规模量子计算和通信。而在最近，美国华盛顿大学教授李墨课题组通过利用原子层间的“呼吸”现象，

多年来，学界一直在努力寻找能够创建和操作高功率的大规模量子照明光源的可能的更佳方式，以期实现更好的大规模量子计算和通信。而在最近，美国华盛顿大学教授李墨课题组通过利用原子层间的“呼吸”现象，成功创建一种新型量子平台，为量子计算电路的发展提供全新的方法。在该平台的帮助之下，有望使用激子光源阵列实现光子在集成光学和量子光学电路中的传输。

具体来说，通过观察二维材料激子在受到激光激发时发出的光，可以探测原子层之间的机械振动与激子发光相纠缠，这一振动的模式也被称为二维材料层间的呼吸模式。研究中，他们发现这种层间呼吸的声子模式，可被用于编码和传输量子信息。

此前，科学家们一直依赖于材料中的缺陷来产生量子发射源，而这种方法的局限在于，无法精确控制量子发射源的位置、以及较大的空间不均匀性，从而导致其发光能量与缺陷位置具有高度的不确定性。

与此同时，通过控制局部的电场的方式，课题组针对单子能量实现了独立调制，从而将处于不同周期性位置的激子能量调控至相同频率，借此克服了等离子体材料的空间不均匀性。

通过对电压进行调节，他们成功控制了声子与光子的相互作用强度。对于将量子信息计算的编码应用到电磁辐射的单光子激光发射里来说，这一成果可以说是具有重要意义。

总的来说，这项研究为量子计算、通信和传感等领域的应用开辟了新的可能性。通过控制与操纵器相连的声子信号状态,可以为构建一体化系统、实现量子通讯、量子感应提供重要的研究手段,有望为量子通讯、感应等行业应用提供应用。

其中，基于二维材料集成光量子通信与传感的实验内容，为光量子技术的发展铺平了道路。通过探索和利用声子与光子的相互作用，未来可以实现更复杂、可扩展的光量子电路和通信系统，并在通信、计算和传感等领域带来革命性的应用。

日前，相关论文以《激子量子发射器中的可调谐声子耦合》（Tunable phononic coupling in excitonic quantum emitters）为题发在 Nature Nanotechnology 上[1]，艾迪娜·里平（Adina Ripin）是第一作者，彭若酩与李墨教授担任共同通讯。

（编辑：汽车网）

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