量子光子学新突破！有望开启光学电路新时代
发布时间：2023-06-08 1010人看过
现代生活中，我们是用“芯片”上的电路供电，“芯片”是支撑计算机、手机、互联网等应用的半导体芯片。预计到2025年，人类将创造175泽字节（175万亿千兆字节）的新数据。但是当前计算机的能力有限，如何确保这些高容量敏感数据的安全性？如何利用这些数据来解决一些重大挑战？包括隐私、安全、气候变化等问题。
新兴的量子通信和量子计算技术是一种有前景的解决方案。然而，要实现这一点，还需要持续开发强大的新型量子光电路，研发能够安全地处理每天生成大量信息的电路。南加州大学莫克家族化学工程和材料科学系的研究人员在这方面取得了突破。他们采用了世界上第一个光子量子光学电路的方法，这也预示着安全通信和量子计算的新未来。
在传统电路中，电子的定向移动形成了电流。而光量子电路使用光源是按需生成单个光粒子或光子，一次一个，充当量子比特。这些光源是纳米大小的半导体“量子点”集合，由数万到一百万个原子组成，其尺寸不到头发丝直径的千分之一。
目前它们是最通用的按需单光子发生器。这些单光子源需要有规律地排列在半导体芯片上。然后，必须向引导方向释放波长几乎相同的光子。这样它们才能与其他光子和粒子形成相互作用，从而传输和处理信息。
