新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，2021年3月25日——與其他單光子發(fā)射器不同，這種新型量子點(diǎn)可以在環(huán)境條件和室溫下穩(wěn)定地發(fā)射光譜可調(diào)的單光譜紅外光子流。這一突破開辟了一系列實(shí)際應(yīng)用，包括量子通信、量子計(jì)量、醫(yī)學(xué)成像與診斷、秘密標(biāo)記等。
洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家今天在《自然納米技術(shù)》發(fā)表的論文的主要作者Victor kerimov說(shuō)：“紅外中單光子純度高的證明在量子密鑰分發(fā)等領(lǐng)域具有直接的實(shí)用性，用于安全通信?！?
洛斯阿拉莫斯團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種優(yōu)雅的方法，基于硫化鎘外殼中硒化鎘的核心，在可見光發(fā)射器上合成膠體納米粒子。通過在核/殼界面插入一層硫化汞中間層，該團(tuán)隊(duì)將量子點(diǎn)變成了高效的紅外發(fā)射器，可以調(diào)諧到特定的波長(zhǎng)。
“這種新的合成技術(shù)可以在原子水平上高精度地控制硫化汞中間層的厚度。該項(xiàng)目的首席化學(xué)家弗拉基米爾薩耶維奇(Vladimir Sayevich)說(shuō)：“通過以單個(gè)原子層的增量進(jìn)行改變，我們可以在離散的定量躍遷中調(diào)整發(fā)射光的波長(zhǎng)，并通過調(diào)整硒化鎘核心的大小，以更連續(xù)的方式進(jìn)一步調(diào)整它。
這些新結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的近紅外量子點(diǎn)，在單點(diǎn)水平上表現(xiàn)出“無(wú)閃爍”發(fā)射，在室溫下具有近乎完美的單光子純度(產(chǎn)生“量子光”)，發(fā)射速度快。它們?cè)诠夂碗娂ぐl(fā)下表現(xiàn)非常好。
單光子可以作為量子計(jì)算中的量子比特。在網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用中，單個(gè)光子可以通過量子密鑰分發(fā)來(lái)保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而量子密鑰分發(fā)則通過“牢不可破”的量子協(xié)議提供終極安全。
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