声波如何成为光量子的“指挥家”？
2024-06-24 15:48:46 发布
德国与西班牙的科研团队在《自然·通讯》上发表了一项突破性研究，他们成功地以前所未有的精度操控单个光量子。这项技术通过声波在千兆赫的频率下，实现了在芯片上的光子在两个输出点之间的快速切换。这一成果不仅标志着声量子技术与集成光子网络发展的一大步，也为未来量子通信网络的构建提供了新的思路。
光波与声波是现代通信技术的基石。光纤网络通过激光传输信息，而芯片上的纳米级声波则以千兆赫的频率处理信号，使得无线传输在智能设备间成为可能。随着量子技术的发展，如何将这些技术扩展到量子系统，实现安全通信，成为了一个重要课题。
光量子，或称为光子，在量子技术中扮演着关键角色。研究团队已在芯片上创造出单个光子，并以极高的精度控制它们。他们制造的芯片配备了微小的波导，这些波导的宽度仅为人类头发丝的1/30。芯片内还集成了量子光源，即量子点，它们仅有几纳米大小，能够在波导内以单个光子的形式发射光。
通过纳米级声波的应用，研究人员能够在波导中快速地在芯片上的两个输出点之间切换光子。这项技术的成功，被视为混合量子技术发展的一个重要里程碑，因为它结合了三种不同的量子系统：量子点作为量子光源、产生的光量子以及声子，即声波中的量子粒子。