實現(xiàn)利用糾纏態(tài)的量子狀態(tài)完成復雜計算在內(nèi)的量子計算的科學和工程上的挑戰(zhàn)之一就是創(chuàng)造一個可以電控產(chǎn)生單光子在量子網(wǎng)絡(luò)中承載數(shù)據(jù)的器件。產(chǎn)生這些單光子的方法之一是利用精確設(shè)置的光學元件構(gòu)成復合多激光裝置。近來，層狀材料制成的量子發(fā)射器展現(xiàn)出了發(fā)展?jié)摿Α５幢闶沁@些層狀材料也需要某種光源去觸發(fā)單光子的發(fā)射。

　　

　　劍橋大學的研究者在《自然·通信》（Nature Communications）發(fā)文稱，作為有光學活性的半導體，二硒化鎢和二硫化鎢可以用于制作量子光發(fā)生器。
 

　　
 

　　過渡金屬硫族化合物薄層提供了一個電子填充空穴的二維緊密受限區(qū)域。當電子移動到處于較低能級的空穴中時，能級差會產(chǎn)生一個光子。在英國研究者制作的量子LED中，電壓推動電子通過器件并填充空穴，產(chǎn)生單光子。研究者們相信，這個完全電控的超薄平臺將使量子通信中的片上單光子發(fā)射更接近現(xiàn)實。

　　

　　“最終，我們需要一個可以通過電脈沖控制的完全集成器件，而不必用外部光源將激光匯聚在電路的不同部分。”論文的主要作者之一，來自劍橋大學卡文迪許實驗室（Cambridge’s Cavendish Laboratory）的教授MeteAtatüre在新聞發(fā)布會上說道。“對于單光子量子通信和不同節(jié)點之間的量子網(wǎng)絡(luò)來說，我們希望僅僅通過驅(qū)動電流得到光。有很多發(fā)射器是光驅(qū)動的，但只有少數(shù)是電驅(qū)動的。”

　　

　　這項研究表明二硒化鎢可以作為電控量子發(fā)射器。然而研究者也表明二硫化鎢是一種全新的可以全電控產(chǎn)生可見光波段單光子的量子發(fā)射器。

　　

　　Atatüre補充道：“我們選擇二硫化鎢是因為我們想看看是不是不同材料能發(fā)射不同光譜范圍的單光子。因此，我們發(fā)現(xiàn)量子發(fā)射并不是二硒化鎢的獨特性質(zhì)，這暗示著許多其他層狀材料也可能有這種量子點特性。”

來源：IEEE Spectrum，中國數(shù)字科技館編譯