德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）官網(wǎng)27日發(fā)布公告稱，該校科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)波蘭和俄羅斯科學(xué)家組成的國際研究團隊，解決了光子電路運用于光量子計算機的一大限制條件，首次成功將一個完整的量子光學(xué)結(jié)構(gòu)集成到芯片上。發(fā)表在《自然·光子學(xué)》雜志上的這一最新成果將幫助光量子計算機早日用于數(shù)據(jù)加密、大數(shù)據(jù)超快計算及高度復(fù)雜系統(tǒng)量子模擬等領(lǐng)域。
碳納米管因為直徑不到一根頭發(fā)粗細，成為光量子電路最小型光源的最佳選擇，用激光照射碳納米管，它們會發(fā)出許多單光子。但由于現(xiàn)有芯片內(nèi)含的都是電學(xué)組件，不接受額外的激光系統(tǒng)，這種激發(fā)碳納米管發(fā)出光子的激光技術(shù)很難集成到現(xiàn)有芯片上，成為光量子計算機發(fā)展的制約條件。
新研究利用流經(jīng)碳納米管的電流刺激碳納米管發(fā)出單個光子。研究團隊用碳納米管作為單光子源、探測器作為超導(dǎo)納米電線，將碳納米管和兩個探測器分別與納米光子波導(dǎo)相連，制成的光結(jié)構(gòu)用液氦制冷后，能發(fā)出可以計數(shù)的單個光子。該裝置能集成到現(xiàn)有芯片上。KIT納米技術(shù)專家拉爾夫·克魯克說：“我們的電路是光量子計算機領(lǐng)域的一大進步，現(xiàn)在我們完全能利用電流刺激碳納米管發(fā)出單光子，克服了阻礙光量子計算機運用的制約因素。”
最新研制的利用電流激發(fā)光源的光量子電路
碳納米管因為直徑不到一根頭發(fā)粗細，成為光量子電路最小型光源的最佳選擇，用激光照射碳納米管，它們會發(fā)出許多單光子。但由于現(xiàn)有芯片內(nèi)含的都是電學(xué)組件，不接受額外的激光系統(tǒng)，這種激發(fā)碳納米管發(fā)出光子的激光技術(shù)很難集成到現(xiàn)有芯片上，成為光量子計算機發(fā)展的制約條件。
新研究利用流經(jīng)碳納米管的電流刺激碳納米管發(fā)出單個光子。研究團隊用碳納米管作為單光子源、探測器作為超導(dǎo)納米電線，將碳納米管和兩個探測器分別與納米光子波導(dǎo)相連，制成的光結(jié)構(gòu)用液氦制冷后，能發(fā)出可以計數(shù)的單個光子。該裝置能集成到現(xiàn)有芯片上。KIT納米技術(shù)專家拉爾夫·克魯克說：“我們的電路是光量子計算機領(lǐng)域的一大進步，現(xiàn)在我們完全能利用電流刺激碳納米管發(fā)出單光子，克服了阻礙光量子計算機運用的制約因素。”
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