量子信息得益于薄膜突破

創(chuàng)建可靠的基于光的量子計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)安全的量子密鑰分發(fā)以及其他技術(shù)的努力得到了一項(xiàng)新研究的推動(dòng)，該研究展示了創(chuàng)建薄膜以控制單光子發(fā)射的創(chuàng)新方法。創(chuàng)建可靠的基于光的量子計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)安全的量子密鑰分發(fā)以及其他技術(shù)的努力得到了一項(xiàng)新研究的推動(dòng)，該研究展示了創(chuàng)建薄膜以控制單光子發(fā)射的創(chuàng)新方法。

“有效控制某些薄膜材料，使它們?cè)诰_位置發(fā)射單光子 - 所謂的確定性量子發(fā)射 - 為超實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的量子材料鋪平了道路，”洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)家Michael Pettes說(shuō)。和多機(jī)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者。

這些二維鎢/硒薄膜的可擴(kuò)展性使其可用于制造量子技術(shù)的工藝中。單光子生成是量子通信中全光量子計(jì)算和密鑰分配的必要條件，對(duì)推進(jìn)量子信息技術(shù)至關(guān)重要。

該項(xiàng)目在本周的應(yīng)用物理快報(bào)雜志上被記錄為特色文章，利用鎢/硒薄膜中高度空間局部化和分離良好的發(fā)射位置或尖端的應(yīng)變。該團(tuán)隊(duì)使用多步擴(kuò)散介導(dǎo)的氣源通過化學(xué)氣相沉積合成了薄膜。

因?yàn)椴牧戏浅１。运霞舛说陌霃?，并且材料向基底彎曲超過百分之幾，就像躺在釘床上的人一樣。由此產(chǎn)生的應(yīng)變足以改變電子結(jié)構(gòu)，但僅限于尖端。受影響的區(qū)域發(fā)出的光的顏色和性質(zhì)與來(lái)自電影其他部分的光不同。

“雖然需要更多的研究來(lái)充分了解機(jī)械變形在創(chuàng)建這些量子發(fā)射位點(diǎn)中的作用，但我們可以通過使用應(yīng)變來(lái)實(shí)現(xiàn)控制量子光學(xué)性質(zhì)的途徑，”Pettes說(shuō)。“這些單光子源構(gòu)成了基于光子學(xué)的全光量子計(jì)算方案的基礎(chǔ)。”

作者指出，二維材料中的量子發(fā)射工程仍處于初期階段。雖然研究已經(jīng)觀察到這些材料中的缺陷結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的單光子，但先前的研究表明，非均勻應(yīng)變場(chǎng)可能會(huì)影響這種效應(yīng)。然而，造成這種緊急現(xiàn)象的機(jī)制仍不清楚，是洛斯阿拉莫斯正在進(jìn)行的工作的重點(diǎn)。