“难以分辨的光子”是推进量子技术的关键

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       要真正起飞,先进的量子信息处理将需要更好的(实验)掌握一种被称为“难以分辨的光子”的基本现象。高度的“不可分辨能力”要求几乎完全的波包重叠,或完美的光子匹配,能量,空间,时间和偏振。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝

等许多类型的单光子发射半导体量子点已经展示了一代无法区分光子,筑波大学的一组研究者和日本国家材料科学研究所使用氮杂质中心发现III-V化合物半导体作为一种新颖的单光子源。他们本周在《应用物理快报》杂志上报道了他们的研究结果。
在III- v化合物半导体内的氮发光中心,由元素周期表的第三和第四列组成,如GaAs,显示出与被称为“等电子陷阱”的能量状态对应的一个清晰的发射光谱。来自这些等电子陷阱的单光子产生是非常理想的,因为它提供的同质性,以相同的能量从多个中心发射光子。
“我们的研究证实,等电子陷阱确实有很长的相干时间,这是创造一个难以分辨的光子的必要条件之一,”Tsukuba大学Pure和Applied Sciences的副教授Michio Ikezawa说。
在研究中,该研究小组首先评估了由双光子干扰的氮的德尔塔-掺杂砷化镓发光中心发出的光子的不可分辨性。他们还研究了它的时间依赖性,这揭示了一些重要的信息,关于解码的时间尺度(换句话说,当量子系统模糊并显示经典的状态行为)时,通过其他方法获得的信息是具有挑战性的。
在这项工作中,作为一个等电子陷阱的“发射中心”是由砷在砷化镓内的杂质所形成的。“当样品被光激发时,每个阱都能捕获一个电子孔对,并通过它们的辐射组合发射出一个光子,”Ikezawa说。
这些氮杂质在金属有机化学气相沉积生长过程中被“掺杂在一个非常薄的二维层中”,池泽说。“使用这种技术,可以用传统光学显微镜选择单个发光中心。”
测量难以分辨的能力提供了惊人的洞察力。“无法分辨的是0.24,这与2到4纳秒之间的时间间隔无关,”Ikezawa说。“与之前对量子点的研究相比,这有点令人吃惊,我们的结论是,在我们的样本中,在2纳秒内有一个非常快的去相机制。”
该小组的研究结果很重要,不仅因为他们是第一次证明了在III-IV半导体中由杂质中心产生的难以分辨的光子的双光子干扰,而且还因为他们探索了与典型量子点的相似性和差异。
就应用而言,“难以分辨的光子对于量子信息技术,如量子隐形传态和线性光量子计算非常重要,”Ikezawa说。“我们的目标是能够提供许多光子源,在半导体芯片的集成形式中产生难以分辨的光子。”
虽然半导体量子点的研究方向类似,但“原则上很难将量子点上的光子能量转化为相同的量子点,这样它们就无法区别开来。”池泽说。这次获得的难以分辨的程度还不够高。它被认为是由我们报道的高速弛豫机制引起的,所以未来的任务将是阐明机制并找到抑制它的方法。 /p 泰国试管婴儿 泰国试管婴儿成功率 雅堂 美国试管婴儿官方 试管婴儿检查方法 夏令营入营 怎样去泰国做试管宝宝

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