量子光源可以为量子互联网铺平道路

将基于光纤的量子信息技术集成到现有光网络中的能力将是朝着量子通信应用迈出的重要一步。为实现这一目标，量子光源必须能够发射具有可控定位和偏振的单光子，并且在1.35和1.55微米范围内，光在现有光纤网络(例如电信网络)中以最小损耗传播。尽管进行了二十年的研究努力，但到目前为止，这种特征组合一直难以捉摸。

最近，二维(2D)半导体已成为下一代光子学和电子应用的新型平台。尽管科学家们已经展示了在可见光范围内运行的二维量子发射器，但在二维系统中从未实现过最理想的电信波段的单光子发射。

为了解决这个问题，洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员开发了一种应变工程协议，以确定性地创建二维量子光发射器，其工作波长在O和C电信波段可调。发射的极化可以通过利用谷自由度来用磁场调谐。

研究人员获得了90%的单光子纯度和77开尔文的工作温度。这些突破性的成果为量子技术的激动人心的发展打开了大门。

该研究发表在《自然通讯》杂志上。

用于光纤通信的传统光源同时发射许多光子。光子是像波一样移动的光粒子。在当今的电信网络中，信息是通过调制在光纤中传播的光波的特性来传输的，类似于无线电波在AM和FM频道中的调制方式。

然而，在量子通信中，信息被编码在单个光子的相位中——光子在它传播的波中的位置。这使得在跨越很远距离的网络中连接量子传感器以及将量子计算机连接在一起成为可能。

研究人员最近生产了单光子源，其工作波长与现有光纤通信网络兼容。他们通过将只有原子厚的二碲化钼半导体层放置在纳米级柱阵列的顶部来做到这一点。这是研究人员首次展示适合在电信系统中使用的此类可调光源。

这项研究的结果首次使将由二维材料制成的量子光源集成到现有的通信网络中成为可能。此外，材料的二维特性使得逐层构建设备变得容易。这有助于将这些光源集成到新兴的量子计算机中，以构建更大的模块化计算系统，并在实际应用中实现量子优势。

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