鲁尔大学波鸿分校 朱利安·里茨曼，来自马夸德市应用固体物理研究中心的波鸿教授 巴塞尔大学和鲁尔-波鸿大学的研究人员已经实现了量子点——微小的半导体纳米结构——发射接近光谱红色部分的光，背景噪声极低
量子点有一天可能会成为量子计算机的基础；轻粒子，也称为光子，将作为信息载体
以前，只有波长在近红外范围内的光子才能获得具有足够光学特性的量子点
现在，研究人员已经成功地在700到800纳米的波长范围内创造了低噪声状态
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接近可见的红色范围
例如，这将能够耦合到其他光子系统
他们在2020年9月21日的《自然通讯》杂志上概述了他们的发现
需要不同的波长 量子通信系统需要不同波长的光子
对于长距离通信，主要要求是避免信号丢失；大约1550纳米的波长可用于此目的
另一方面，对于短距离而言，需要尽可能有效地探测到光子并将其连接到其他量子存储系统
这在红光下是可能的，或者更准确地说，波长在700到800纳米之间
目前可用的光子探测器在这个范围内具有最高的灵敏度
此外，这种频率的轻粒子可以与铷存储系统耦合
为了使量子系统中的信息被精确编码、操纵和读出，稳定的光发射是至关重要的
这正是研究人员现在对可见红光范围附近的光子所取得的成果
降低铝含量是成功的关键 该项目是由巴塞尔纳米光子学集团的理查德·沃伯顿教授和安德烈亚斯·维克教授领导的一个年轻物理学家团队的合作项目
阿恩·路德维格博士
朱利安·里茨曼和他在波鸿的应用固体物理学主席的同事们
研究人员将量子点转换成砷化镓制成的半导体
由于该系统必须用液氦冷却，它在零下269摄氏度的低温下运行
其中一个主要挑战是设计一种砷化镓量子点二极管，它能在如此低的温度下可靠地发射光子
总部设在波鸿的团队生产出铝浓度比通常低的铝砷化镓层，这改善了层的导电性和稳定性
纳米光子学团队随后将这种材料用于巴塞尔的实验
耦合系统正在运行 下一步，研究人员计划将新开发的量子点与铷量子存储设备结合起来
这种混合结构将是未来量子通信网络走向实际应用的第一步
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