电流激发光源的光量子电路问世

德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）官网日前发布公告，该校科学家带领波兰和俄罗斯科学家组成的国际研究团队，解决了光子电路运用于光量子计算机的一大限制条件，首次成功将一个完整的量子光学结构集成到芯片上。发表在《自然·光子学》杂志上的这一成果将帮助光量子计算机早日用于数据加密、大数据超快计算及高度复杂系统量子模拟等领域。

碳纳米管因为直径不到一根头发粗细，成为光量子电路最小型光源的最佳选择，用激光照射碳纳米管，它们会发出许多单光子。但由于现有芯片内含的都是电学组件，不接受额外的激光系统，这种激发碳纳米管发出光子的激光技术很难集成到现有芯片上，成为光量子计算机发展的制约条件。

新研究利用流经碳纳米管的电流刺激碳纳米管发出单个光子。研究团队用碳纳米管作为单光子源、探测器作为超导纳米电线，将碳纳米管和两个探测器分别与纳米光子波导相连，制成的光结构用液氦制冷后，能发出可以计数的单个光子。该装置能集成到现有芯片上。KIT纳米技术专家拉尔夫·克鲁克说：“我们的电路是光量子计算机领域的一大进步，现在我们完全能利用电流刺激碳纳米管发出单光子，克服了阻碍光量子计算机运用的制约因素。”