為了促進(jìn)量子計(jì)算和通信的發(fā)展，一項(xiàng)歐洲研究合作報(bào)告了一種新的控制和操縱單光子而不產(chǎn)生熱量的方法。該解決方案使將光開關(guān)和單光子檢測器集成在單個(gè)芯片中成為可能。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《自然通訊》上的報(bào)道稱，他們開發(fā)了一種光學(xué)開關(guān)，該開關(guān)通過微觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)而不是熱量進(jìn)行了重新配置，從而使該開關(guān)與熱敏單光子探測器兼容。

當(dāng)今使用的光開關(guān)通過局部加熱半導(dǎo)體芯片內(nèi)部的光導(dǎo)來工作。斯德哥爾摩KTH皇家技術(shù)學(xué)院的博士生Samuel Gyger說：“這種方法不適用于量子光學(xué)?！?/p>

吉格說：“由于我們要檢測每個(gè)光子，因此我們使用量子檢測器，該檢測器通過測量單光子在被超導(dǎo)材料吸收時(shí)產(chǎn)生的熱量來工作?！?“如果我們使用傳統(tǒng)的開關(guān)，我們的探測器將被熱量淹沒，因此根本無法工作。”

卡洛斯·埃蘭多·赫蘭茲（Carlos Errando Herranz）表示，這種新方法能夠控制單光子，而不會(huì)加熱半導(dǎo)體芯片，從而使單光子探測器變得無用。他是歐洲量子旗艦項(xiàng)目的一部分，他領(lǐng)導(dǎo)了KTH的研究工作。

使用微機(jī)電（MEMS）激勵(lì)，該解決方案能夠在單個(gè)半導(dǎo)體芯片上進(jìn)行光切換和光子檢測，同時(shí)保持單光子檢測器所需的低溫。

Errando Herranz說：“我們的技術(shù)將有助于連接量子技術(shù)的集成光學(xué)電路所需的所有構(gòu)件。”

他說：“量子技術(shù)將實(shí)現(xiàn)安全的消息加密和解決當(dāng)今計(jì)算機(jī)無法解決的問題的計(jì)算方法。” “他們將提供模擬工具，使我們能夠了解自然的基本定律，這可能會(huì)導(dǎo)致新材料和新藥物的出現(xiàn)?！?/p>

該小組將進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，使其與典型的電子設(shè)備兼容，這將涉及降低實(shí)驗(yàn)裝置中使用的電壓。

Errando Herranz說，該小組的目標(biāo)是將制造工藝整合到已經(jīng)制造出片上光學(xué)器件的半導(dǎo)體代工廠中，這是必要的步驟，以使量子光學(xué)電路的尺寸足以實(shí)現(xiàn)某些量子技術(shù)的承諾。
編輯：lyn