阿尔托大学
纠缠光子发生器示意图
深蓝色底层是一种超导体，成对的纠缠电子从其中穿过浅蓝色层状结构到达上层
当隧穿的电子同时跃迁到空的低能级时，纠缠光子对就产生了
信用:伊森·D
迈诺特 纠缠是量子力学的核心现象
它使两个光子能够不分距离地相互连接，这是量子技术巨大潜力的基础
然而，量子计算机、密码学和传感器的持续发展需要新的、更有效的纠缠光子对源
阿尔托大学的研究人员计划建造一个革命性的发光二极管光源来产生纠缠光子对
由佩尔蒂·哈科宁教授领导的研究小组获得了芬兰技术百年基金会和简和阿托斯·埃尔科基金会未来制造者资助计划为期三年的资助
哈科宁解释说:“以前，纠缠光子是用非线性晶体产生的，这种方法极其笨拙，效率相当低，因为只提取了几个量子对，产生过程是随机的，效率很低。”
在新项目中，研究人员将开发一种有效、紧凑、明亮且可控的纠缠光子源
他们的方法基于现代材料科学技术，这使得制造单层或少量原子层成为可能，例如石墨烯、氮化硼或二硫化钼，并对它们进行定制以形成定制结构
“层结构可用于调整材料是局部金属还是半导体，以及是弱半导体还是强半导体
这种层状结构还能使电子隧穿——也就是说，穿过材料——产生纠缠光，”哈科宁说
迈向量子互联网的一步 将纠缠光子发生器集成到量子处理器中，将使独立处理器之间的快速量子通信成为可能，即使它们彼此相距甚远
相互连接的单个量子计算机可以形成一个量子互联网，通过它可以完成分布式量子计算
Hakonen解释说:“由于分布式量子计算，大型量子处理器可以由简单的超导量子计算机组成，避免了单个量子比特运行中的重大实际问题。”
快速增长的量子密码领域也需要高效的纠缠发生器
通过在合法用户之间共享纠缠光子来交换加密密钥的技术有望成为无条件安全通信的基础
“任何窃听的尝试都会打破这种纠缠，这很容易被察觉，”哈科宁补充道
孙志培教授和他的团队将参与开发样品制作技术，并对装置产生的纠缠光子进行分类
哈科宁和孙分享了堆叠超薄和反应敏感层状结构的设备
伊森·D
俄勒冈大学教授、阿尔托大学2022年夏季前的客座教授迈诺特也在该项目中发挥了核心作用
该项目的冷冻技术合作伙伴是阿尔托的附属公司布鲁福斯
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