新量子技術中光源的突破

　　上圖描繪了單光子炮。一個量子點（黃色符號表示）在某一時間發射一個光子（紅色波組表示）。

　　電子電路是基于電子，但是未來量子電路中最具有前景的一個技術是光子電路，即電路是基于光子而非電子。首先，能創造一束單光子流并控制其方向是很有必要的。全世界的研究人員已經做了各種努力去實現控制，但是目前尼爾斯波爾研究所的科學家已經成功實現在某一特定時間某一特定方向上建造了一束穩定發射的光子流。這個突破性的工作已經發表在科學雜志物理評論快報上。

　　光子和電子在量子水平上行為差異巨大。在原子世界中量子是最小的單元，光子是光和電的最小單元。電子被稱為費密子能輕松地單獨流動，然而光子是波色子更傾向于聚集。但是由于基于光子的量子交流信息時存在于單個光子中，所以在某一時間實現單個傳輸時非常有必要的。

　　哥本哈根大學尼爾斯波爾研究所量子光子團隊負責人教授Peter Lodahl解釋道：“所以你需要從一個費密子系統中發射光子，我們正是通過建立極強的光與物質相互作用來實現。”

　　光子卡農炮

　　研究人員已經將一種單光子炮集成在一個光學芯片上，光學芯片包含有一個寬10微米（一微米等于一米的千分之一）和厚160納米（一納米等于一微米的一千分之一）的光子晶體。嵌入到芯片中心的是一個光源，俗稱量子點。

　　尼爾斯波爾研究所量子光子團隊副教授S?ren Stobbe解釋道：“我們接下來做的是將激光照在量子點上，這些地方原子中有電子圍繞原子核。激光激發了電子，電子從一個軌道跳到另一個軌道，因而同時發射出光子。一般來說，光在各個方向發生散射，但是我們設計了光子芯片，光子芯片中所有的光子只能通過一個通道傳送。“

　　Peter Lodahl and S?ren Stobbe解釋它不僅能起到作用，而且特別有效。我們可以控制光子并且在我們希望的方向來傳送它，成功率達到98.4%。在光與物質相互作用中這是最大的控制，并且有一個令人驚奇的潛在應用。他們表明這種單光子炮在研究領域已經長期被尋找，開啟了基礎研究和新技術的一個新的機會。

　　這兩個研究者在為他們的工作申請ZL，并且有一個特殊的目標，即發展一個高效單光源標準，它可以用來加密或者計算復雜的量子機械問題，總體來講，對于未來的量子技術它是一個基本的構筑單元。在未來的量子技術中有望引導新的方法去編碼不可破解的信息，并且實施復雜的平行計算。