量子光子學新突破！有望開啟光學電路新時代
發布時間：2023-06-08 1539人看過
現代生活中，我們是用“芯片”上的電路供電，“芯片”是支撐計算機、手機、互聯網等應用的半導體芯片。預計到2025年，人類將創造175澤字節（175萬億千兆字節）的新數據。但是當前計算機的能力有限，如何確保這些高容量敏感數據的安全性？如何利用這些數據來解決一些重大挑戰？包括隱私、安全、氣候變化等問題。
新興的量子通信和量子計算技術是一種有前景的解決方案。然而，要實現這一點，還需要持續開發強大的新型量子光電路，研發能夠安全地處理每天生成大量信息的電路。南加州大學莫克家族化學工程和材料科學系的研究人員在這方面取得了突破。他們采用了世界上第一個光子量子光學電路的方法，這也預示著安全通信和量子計算的新未來。
在傳統電路中，電子的定向移動形成了電流。而光量子電路使用光源是按需生成單個光粒子或光子，一次一個，充當量子比特。這些光源是納米大小的半導體“量子點”集合，由數萬到一百萬個原子組成，其尺寸不到頭發絲直徑的千分之一。
目前它們是最通用的按需單光子發生器。這些單光子源需要有規律地排列在半導體芯片上。然后，必須向引導方向釋放波長幾乎相同的光子。這樣它們才能與其他光子和粒子形成相互作用，從而傳輸和處理信息。
