大阪大学
无花果
1通过使用表面等离子体天线和激发量子点中的电子，将光子有效照射到半导体横向量子点的概念性图示
学分:Oiwa实验室 以简单的1和0的方式存储和传输信息——就像今天的经典计算机技术一样——对于正在开发的量子技术来说是不够的
现在，来自日本的研究人员已经制造出一种纳米天线，这将有助于使量子信息网络更接近实际应用
在最近发表在《应用物理快报》上的一项研究中，大阪大学的研究人员和合作伙伴通过金属纳米结构大大增强了光子到电子的转换，这是在开发共享和处理数据的先进技术方面向前迈出的重要一步
经典的计算机信息基于简单的开/关读数
使用一种被称为中继器的技术来放大和远距离转发这些信息是很简单的
量子信息基于相对更复杂和安全的读数，如光子极化和电子自旋
被称为量子点的半导体纳米盒是研究人员提出的用于存储和传输量子信息的材料
然而，量子中继器技术有一些局限性——例如，目前将基于光子的信息转换成基于电子的信息的方法效率非常低
克服这种信息转换和传递的挑战是大阪大学研究人员的目标
“砷化镓量子点——量子通信研究中常见的材料——将单个光子转化为单个电子的效率目前太低了，”第一作者Rio Fukai解释道
“因此，我们设计了一种纳米天线——由超小的同心金环组成——将光聚焦到单个量子点上，从而从我们的设备中读出电压
" 与不使用纳米天线相比，研究人员将光子吸收提高了9倍
照亮单个量子点后，大多数光生电子没有被捕获在那里，而是聚集在杂质或器件的其他位置
然而，这些多余的电子给出了一个最小的电压读数，很容易与量子点电子产生的电压读数区分开来，因此不会破坏器件的预期读数
资深作者Akira Oiwa说:“理论模拟表明，我们可以将光子吸收提高25倍。”
“改进光源的对准和更精确地制造纳米天线是我们小组正在进行的研究方向
" 这些结果具有重要的应用
研究人员现在有了一种方法，利用成熟的纳米光子学来推进即将到来的量子通信和信息网络的前景
通过利用纠缠和叠加等抽象物理特性，量子技术可以在未来几十年提供前所未有的信息安全和数据处理
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