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光子的形状是由它所携带的能量如何平稳释放来决定的。尽管这个过程只有十亿分之一秒,但由于大部分能量都是在过程的一开始被释放出来,剩余的则在后面形成一个拖尾,因此光子的形状是不匀称的。
原子会自然散发出单个光子,但这些光子的形状都不够精确。菲奥尔和他的同事发现,可以使用量子点来产生形状受控的光子。这个量子点其实是一块半导体材料,当受激时会发射单个光子。
据英国《卫报》网站12月16日(北京时间)报道,为了“雕刻”这些光子,研究人员将量子点置于一个光子晶体内,让这个光子晶体充当过滤器。量子点光子的能量如何释放决定了发射出的光子的形状,而能量释放可以通过施加电压来控制,这就迫使光以稳定的步伐散发出来。
并未参与这项研究的伦敦帝国学院教授克里斯·菲利普斯说:“这是朝着能够按需制造单个光子迈出的重要一步。”
菲奥尔表示:“这些纳米结构可以被集成到设备和芯片中。它为在量子芯片之间有效地交换光子开辟了可能性,有望应用于未来的量子网络。”
“这是非常不错的支柱性技术。”牛津大学教授伊恩·沃姆斯利说,“量子互联网具有现实可能性,但它并不会马上就出现。”
为了推动量子技术的发展,英国于11月宣布投资1.2亿英镑,创立4个量子技术中心,分别由伯明翰大学、格拉斯哥大学、牛津大学和约克大学领衔,它们将关注量子技术的不同应用领域。
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