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一种控制二维材料中特定位置的单光子发射的创新方法可能为全光学量子计算机和其他量子技术提供一条新的途径。这幅图像显示了一张假彩色扫描电子显微照片,用于在二硒化钨外延中创建放置单光子源。插图显示了汉伯里-布朗-特维斯干涉测量法证明量子发射。CreditImage由Michael Pettes Los Alamos国家实验室图像
一种控制二维材料中特定位置的单光子发射的创新方法可能为全光学量子计算机和其他量子技术提供一条新的途径。这幅图像显示了一张假彩色扫描电子显微照片,用于在二硒化钨外延中创建放置单光子源。插图显示了汉伯里-布朗-特维斯干涉测量法证明量子发射。CreditImage由Michael Pettes Los Alamos国家实验室图像

摘要:
努力创造可靠的基于光的量子计算,用于网络安全的量子密钥分发,另外,一项新的研究也推动了其他技术的发展,这项研究展示了一种创新的薄膜制造方法,以控制单光子的发射。

量子信息得到了薄膜突破的推动:该方法为全光学量子计算机开辟了新的道路,其他技术

洛斯阿拉莫斯,NM发布于5月31日,2019年

“有效地控制某些薄膜材料,使它们在精确的位置发射出单光子——这就是所谓的确定性量子发射——为超越实验室规模的量子材料铺平了道路,”迈克尔·佩特斯说,洛斯阿拉莫斯国家实验室材料科学家,多机构研究小组组长。

这些二维的可扩展性,钨/硒薄膜使它们在制造量子技术的过程中具有潜在的用途。单光子产生是量子通信中全光量子计算和密钥分配的一个要求。它对于推进量子信息技术至关重要。

项目,作为本周《应用物理学快报》的一篇专题文章,在高空间位置和分离良好的发射点利用应变,或者小费,在钨/硒薄膜中。研究小组通过化学气相沉积的多步骤合成了薄膜,扩散介导的气体源。

因为材料很薄,它符合尖端的半径,材料向基底弯曲超过百分之几,就像躺在钉子床上的人。产生的应变足以改变电子结构,但只是小费。受影响区域发出的光的颜色和性质与胶片其他部分发出的光不同。

“虽然需要更多的研究来充分了解机械变形在创造这些量子发射场中的作用,我们可以利用应变来控制量子光学性质,”佩特斯说。“这些单光子源构成了基于光子学的基础,全光学量子计算方案。”

二维材料的量子发射工程还处于非常早期的阶段,作者指出。虽然研究已经观察到这些材料缺陷结构产生的单光子,以往的研究表明,非均匀应变场可能控制这种效应。然而,造成这种紧急现象的机制尚不清楚,是洛斯阿拉莫斯正在进行的工作的重点。

资助:洛斯阿拉莫斯国家实验室的工作由实验室指导的研究与发展计划(LDRD 20190516ECR)和集成纳米回声仪中心(CINT)资助,美国能源部纳米科学研究中心,由洛斯阿拉莫斯和桑迪亚国家实验室联合运营。串列加速器的升级由首席科学副理事会资助,技术,以及工程资本投资基金和CINT能力发展基金。

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关于洛斯阿拉莫斯国家实验室
洛斯阿拉莫斯国家实验室,代表国家安全从事战略科学的多学科研究机构,由Triad操作,以公共服务为导向,国家安全科学组织由三个创始成员共同拥有:巴特尔纪念研究所(巴特尔),德州农工大学系统(TAMUS)以及加利福尼亚大学(UC)能源部国家核安全管理局的行政人员。

洛斯阿拉莫斯通过确保美国的安全和可靠性来加强国家安全。核储备,开发技术以减少大规模杀伤性武器的威胁,解决能源问题,环境,基础设施,健康,以及全球安全问题。

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联络:
南希·安布罗西亚诺

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版权所有©洛斯阿拉莫斯国家实验室

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相关链接

出版物:Wu&Pettes等人,外延少层钨二硒化物的局域定义量子发射,应用物理字母114(21)213102(2019年)。doi:10.1063/1.5091779(https://doi.org/10.1063/1.5091779)

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