光和物质界面相互作用是构成量子通信的基础?

  • 公司新闻 2019-10-11 分享新闻到:
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  一个有效的光-物质界面,可能构成量子通信的基础。然而,在生长过程中形成的某些结构会干扰信号。某些半导体结构,即所谓的量子点,可能构成量子通讯的基础,它们是物质和光之间的有效接口,由量子点发射的光子(光粒子)可以远距离传输信息。

  然而,在制造量子点的过程中,结构是默认形成的,这会干扰通信。巴塞尔大学、鲁尔-波鸿大学和福尔森斯琴特姆-朱利奇科学家,现在已经成功地消除了这些干扰,其研究成果发表在《通信物理学》上。

  如果研究人员锁定一个电子和一个电子空穴,▪️•★在一个电子应该存在的位置,●在一个狭窄的空间内带正电,电子和电子空穴一起形成激发态。当它们重新结合时,激发态消失,产生光子。波鸿大学应用固态物理学主席阿恩·路德维希博士说:这种光子可能可以作为远距离量子通信的信息载体。

  量子点是在半导体材料砷化铟中产生的,研究人员在砷化镓衬底上生长这种材料。在这个过程中,☆△◆▲■一个光滑的砷化铟层在,只有一个半原子层的厚度下形成,这就是所谓的浸润层。随后,研究人员制造了直径为30纳米、高度为几纳米的小岛,这些是量子点。◇•■★▼■□

  在第一步中必须沉积的浸润层会引起问题,△▪️▲□△因为它也含有被激发的电子空穴,电子空穴会衰变并可能释放光子。•●在润湿层中,这些状态比量子点更容易衰变。然而,在这个过程中产生的光子不能用于量子通信,相反,它们会在系统中产生静态噪声。

  波鸿大学应用固态物理系主任Andreas Wieck解释说:浸润层覆盖了整个表面,而量子点只覆盖了半导体芯片的千分之一,这就是为什么干涉光大约比量子点发出的光强1000倍。浸润层以略高于量子点的频率和强度辐射光子。就好像量子点发出的是腔体音高A,而浸润层发出的是比腔体音高高1000倍的B。▼▲

  通过只激发所需的能量状态来忽略这些干扰,然而,★-●△▪️▲□△▽如果量子点被用作量子应用的信息单位,•☆■▲那么用更多的电子给它们充电可能是理想的。但在这种情况下,浸润层的能量水平也会同样激发。研究小组现在通过在浸润层的量子点之上,增加一层砷化铝层来消除这种干扰。因此,润湿层中的能量状态被移除,◆◁•▲●这反过来又降低了电子和电子空穴重新组合并发射光子的可能性。返回搜狐,查看更多秒速时时彩★◇▽▼•光和物质界面相互作用是构成量子通信的基础?

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