幾十年來，光子糾纏在量子計(jì)算和通信中的潛力一直為人所知。然而，妨礙其直接應(yīng)用的其中一個(gè)問題是，很多光子糾纏平臺(tái)并未在大多數(shù)通信形式使用的范圍內(nèi)運(yùn)行。

一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)展示了一種新的納米尺度技術(shù)，從而開始解開糾纏光子之謎。該技術(shù)利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)將光子彎曲至被如今流行的C波段標(biāo)準(zhǔn)使用的波長(zhǎng)。他們?cè)谌涨俺霭娴拿绹?guó)物理聯(lián)合會(huì)所屬《應(yīng)用物理快報(bào)》上報(bào)告了這一成果。

“我們首次展示了偏振糾纏光子在1550納米波長(zhǎng)上從量子點(diǎn)發(fā)生的散射。”此項(xiàng)研究作者之一、德國(guó)斯圖加特大學(xué)半導(dǎo)體光學(xué)和功能界面研究所資深科學(xué)家Simone Luca Portalupi介紹說，“現(xiàn)在，我們可以利用現(xiàn)有通信技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離量子通信。”

研究人員利用由砷化銦和砷化鎵平臺(tái)創(chuàng)建的量子點(diǎn)，產(chǎn)生了純粹的單光子和糾纏光子。和參量下轉(zhuǎn)換技術(shù)不同，量子點(diǎn)允許光子每次僅被散射出一個(gè)并且能按照需求散射。這是量子計(jì)算的關(guān)鍵屬性。隨后，由多層材料構(gòu)成并且在很寬的光譜內(nèi)進(jìn)行反射的分布布拉格反射器將光子引向顯微鏡物鏡，從而使它們被收集起來并被測(cè)量。

研究人員和行業(yè)先鋒發(fā)現(xiàn)，C波段(一個(gè)特定的紅外波長(zhǎng)范圍)成為通信中的電磁最有效點(diǎn)。在這個(gè)范圍內(nèi)穿過光導(dǎo)纖維和大氣的光子被吸收的很少，從而使其成為遠(yuǎn)距離信號(hào)傳送的理想對(duì)象。

“電信C波段窗口擁有我們?cè)谛盘?hào)傳輸上實(shí)現(xiàn)的最小光子吸收量。”文章另一位作者Fabian Olbrich介紹說，“業(yè)界已對(duì)技術(shù)進(jìn)行了改良，從而使科學(xué)家作出更多發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，我們擁有了運(yùn)行良好的標(biāo)準(zhǔn)以及較低的散射率。”