科学快讯-实用量子器件中室温光子芯片的可用性

位于中央的金属介质靶心天线旨在促进量子发射的定向发射。天线的设计使光子能够直接耦合到光纤上，这对安全通信和先进的量子计算应用具有重要意义。

希伯来大学的研究人员成功地将单光子源集成到在室温下运行的小芯片中，从而在量子光子学领域取得了重大突破。这一发展为在量子计算和密码学中开发和利用可用的量子光子器件开辟了道路。

在他的博士研究期间，Boaz Lubotzky、Ronen Rapaport教授以及来自洛斯阿拉莫斯国家实验室和德国乌尔姆大学的团队领导了最近的一项研究，该研究揭示了在量子光子学中室温下将单光子源集成在芯片上迈出了重要一步。这一突破可能会在量子计算、密码学和传感等应用中取得重大进展。

根本性的创新是使用混合金属-介质靶心天线，提供非凡的光子方向性：这种新的“无滴”天线设计通过将发射器安装在天线中心的亚波长孔内，允许光子的高效反向激励，从而实现直接反激发和高效的前耦合发射到低数值孔径光学器件或光纤。

通过制造含有胶体量子点的器件或含有硅空位中心的纳米金刚石，该研究突出了这一想法的多功能性。这些发射器使用两种独立的纳米定位技术进行精确定位，前者在室温下比后者更有效。

值得注意的是，这两种类型的反激设备在0.5的较低数值孔径下显示出约70%的前部收集效率，因此发射的大部分光子可以被收集到预期的通道中或安全地直接发送到附近的光纤，例如，不需要任何额外的耦合光学器件，以有效的方式，并使未来的集成工作更容易和更高效。 并有望转化为更实用的量子光子器件。

Boaz Lubotzky的声明就是这一胜利的例证，即通过解决与将单光子源集成到芯片上相关的关键问题，它为进一步发展量子技术开辟了重要途径。

混合金属-介电靶心天线在室温下快速冷却小芯片并结合单光子源的巧妙应用在量子密码学、安全通信和传感技术方面具有直接优势，并简化了实用量子光子器件的集成过程。研究结果促进了量子技术的商业应用和新产品的开发。

来源：激光网