3月3日消息，在對量子計算和通信的潛在推動中，歐洲的一個研究合作報告了一種控制和操縱單光子而不產(chǎn)生熱量的新方法。該解決方案使得在單一芯片中集成光學開關(guān)和單光子探測器成為可能。

發(fā)表在《自然-通訊》上，該團隊報告說，他們開發(fā)了一種用微觀機械運動而不是熱量來重新配置的光學開關(guān)，使該開關(guān)與熱敏感的單光子探測器兼容。

今天使用的光學開關(guān)通過局部加熱半導體芯片內(nèi)部的導光板來工作?！斑@種方法不適用于量子光學，”合著者Samuel Gyger說，他是斯德哥爾摩KTH皇家理工學院的博士生。

“因為我們想要檢測每一個光子，所以我們使用量子探測器，通過測量單個光子被超導材料吸收時產(chǎn)生的熱量來工作，”Gyger說。“如果我們使用傳統(tǒng)的開關(guān)，我們的探測器將被熱量淹沒，從而根本無法工作?！?/p>

Carlos Errando Herranz說，作為歐洲量子旗艦項目S2QUIP的一部分，他構(gòu)思了這一研究理念，并在KTH領(lǐng)導了這項工作?！靶路椒梢钥刂茊喂庾?，而不會出現(xiàn)加熱半導體芯片的缺點，從而使單光子探測器失去作用。

利用微機電（MEMS）致動技術(shù)，該解決方案可以在單個半導體芯片上實現(xiàn)光開關(guān)和光子檢測，同時保持單光子探測器所需的低溫。

”我們的技術(shù)將有助于連接量子技術(shù)集成光學電路所需的所有構(gòu)件，“Errando Herranz說?！绷孔蛹夹g(shù)將實現(xiàn)安全的信息加密和計算方法，解決當今計算機無法解決的問題，而且它們將提供模擬工具，使我們能夠理解自然界的基本定律，這可以帶來新的材料和藥物?！?/p>

該小組將進一步開發(fā)該技術(shù)，使其與典型的電子產(chǎn)品兼容，這將涉及降低實驗設(shè)置中使用的電壓。

Errando Herranz表示，該小組的目標是在已經(jīng)制造片上光學器件的半導體代工廠中整合制造工藝--這是實現(xiàn)量子光學電路足夠大的必要步驟，以實現(xiàn)量子技術(shù)的一些承諾。

歐盟的Horizon 2020研究與創(chuàng)新計劃根據(jù)第820423號資助協(xié)議（S2QUIP）為研究提供了財務支持；瑞典研究委員會，克納特和愛麗絲·沃倫伯格基金會，上奧地利州以及奧地利科學基金。

這項工作由KTH的Val Zwiller教授和Klaus D.J?ns教授（現(xiàn)為德國帕德博恩大學）共同監(jiān)督。埃蘭多·赫蘭茲（Errando Herranz）現(xiàn)在是美國麻省理工學院（MIT）的研究員。該研究的參與者包括林茨理工學院和奧地利約翰內(nèi)斯·開普勒大學的研究人員。
編輯：lyn