新型量子点有助于耦合到量子存储系统

巴塞尔大学和波鸿大学(Ruhr-UniversitätBochum)的研究人员已经认识到量子点-一种微小的半导体纳米结构-发出的光接近光谱的红色部分，并且具有超低的背景噪声。量子点可能有一天构成量子计算机的基础。然后，光粒子(也称为光子)将用作信息载体。先前仅对于具有在近红外范围内的波长的光子，才获得具有足够光学特性的量子点。现在，研究人员已成功创建了700至800纳米波长(即接近可见红色范围)的低噪声状态。例如，这将能够耦合到其他光子系统。他们在《自然通讯》杂志上概述了他们的发现 从2020年9月21日开始。

需要不同的波长

用于量子通信的系统需要不同波长的光子。对于长距离通信，主要要求是避免信号丢失。大约1,550纳米的波长可用于此目的。另一方面，对于短距离，需要可以被尽可能有效地检测并连接到其他量子存储系统的光子。对于红光，或更确切地说在700到800纳米之间的波长，这将是可能的。当前可用的光子探测器在此范围内具有最高的灵敏度。而且，该频率的光粒子可以与id存储系统耦合。

为了精确地编码，处理和读出量子系统中的信息，稳定的光发射至关重要。这正是研究人员现在对可见红色范围附近的光子所取得的成就。

降低铝含量是成功的关键

该项目是由位于巴塞尔的纳米光子学集团的Richard Warburton教授和Andreas Wieck教授，Arne Ludwig博士，Julian Ritzmann博士以及应用固体物理学主席的同事组成的年轻物理学家团队之间的合作项目在波鸿。研究人员将砷化镓制成的半导体中的量子点进行了转换。由于系统必须用液氦冷却，因此它可以在零下269摄氏度的低温下运行。

主要挑战之一是设计一种具有砷化镓量子点的二极管，该二极管在这些低温下可靠地发射光子。以波鸿为基地的团队生产的铝镓砷化物层的铝浓度比平时低，从而提高了层的导电性和稳定性。然后，纳米光子学团队将这种材料用于巴塞尔的实验。

正在进行耦合系统

下一步，研究人员计划将新开发的量子点与a量子存储器件结合在一起。这样的混合结构将是未来量子通信网络中走向实际应用的第一步。

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