據(jù)美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)近日消息，該實(shí)驗(yàn)室研究人員正與法國(guó)、德國(guó)伙伴合作，探索碳納米管作為量子信息處理所用的單光子發(fā)射器的潛能。發(fā)表在最新一期《自然?材料學(xué)》雜志的新研究將促進(jìn)基于光學(xué)的量子通信和量子計(jì)算的發(fā)展。

論文作者之一、該實(shí)驗(yàn)室集成納米技術(shù)中心（CINT）科學(xué)家斯蒂芬?多倫表示：“將納米管集成到光學(xué)腔體中，以操控并優(yōu)化發(fā)光特性，我們對(duì)這方面的進(jìn)展特別感興趣。碳納米管可以很好地集成到光學(xué)結(jié)構(gòu)中，集成到電致發(fā)光設(shè)備中的碳納米管可以更好地控制發(fā)光時(shí)序。我們正著力研究將碳納米管的缺陷狀態(tài)作為室溫條件下電信波長(zhǎng)單光子發(fā)射器通路，以及其光物理學(xué)屬性?！?/p>

在傳統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)中，信息以“比特”的形式流動(dòng)，用電子電路處理和調(diào)制，并通過(guò)光脈沖傳輸；而量子信息網(wǎng)絡(luò)采用“量子比特”來(lái)處理和存儲(chǔ)量子信息。不同于經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)，量子信息網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸采用的是單光子，而不是強(qiáng)烈的光脈沖。

論文指出，良好的單光子源（在規(guī)定時(shí)間內(nèi)最多發(fā)射一個(gè)光子的光源）對(duì)于量子信息處理與量子通信非常重要，而傳統(tǒng)光源，如太陽(yáng)光、電燈等，發(fā)射的都是“成群結(jié)隊(duì)”的光子。

有鑒于此，該實(shí)驗(yàn)室研究人員與法國(guó)、德國(guó)的合作伙伴們一起探索將碳納米管作為量子信息處理所用單光子發(fā)射器的潛能。目前，實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)發(fā)出經(jīng)化學(xué)方法修改的納米管結(jié)構(gòu)，故意制造出缺陷、局部化激子，并控制它們釋放的方法。

多倫表示，接下來(lái)，他們打算將納米管集成到光學(xué)諧振器中，從而增強(qiáng)光源亮度并產(chǎn)生難以區(qū)分的光子。他說(shuō)：“要?jiǎng)?chuàng)造出彼此之間難以區(qū)分的單光子，依賴(lài)于將這些碳納米管功能化，使其適合設(shè)備集成，并最小化缺陷位點(diǎn)與環(huán)境之間交互的能力?！保▌⑾迹?/p>