來自可拉伸原子片的光將應用于量子技術(shù)領(lǐng)域

（文章來源：科技報告與資訊）

來自悉尼科技大學（UTS）和澳大利亞國立大學（ANU）的澳大利亞科學家團隊認為，他們已經(jīng)開發(fā)出一種方法來應對量子材料領(lǐng)域數(shù)十年來的挑戰(zhàn)-擬議的量子光源的光譜調(diào)諧。

研究人員說，他們的研究結(jié)果使用了原子厚度的六方氮化硼材料，在理解二維材料中量子系統(tǒng)的光-物質(zhì)相互作用以及向量子技術(shù)的可擴展片上器件方面邁出了重要的一步。該研究發(fā)表在《Advanced Materials》上。提出了微調(diào)量子光顏色的能力，這是發(fā)展量子網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵步驟，在該體系中，光的基本構(gòu)建體光子被用作量子信使，在遠距離站點之間進行通信。

科學家利用了六方氮化硼（也稱為“白色石墨烯”）的極高可拉伸性。在某種程度上，他們能夠證明原子厚度的量子系統(tǒng)在最大光譜、色彩調(diào)節(jié)范圍方面的世界紀錄。

該論文的主要研究者，悉尼科技大學的諾亞·門德爾森（Noah Mendelson）博士表示，光譜調(diào)諧方面所顯示出的改善幅度將近一個數(shù)量級，這將引起學術(shù)界和工業(yè)界的興趣，“他們致力于量子網(wǎng)絡和相關(guān)量子技術(shù)的發(fā)展。這種材料是在悉尼科技大學的實驗室中生長的，具有一些原子級的'晶體錯誤'，這些錯誤是超明亮且極其穩(wěn)定的量子源?！?/p>

他說：“通過拉伸原子厚度的材料來誘發(fā)量子源的機械膨脹，這反過來又導致了量子光源發(fā)出的顏色的顯著調(diào)整范圍?！敝Z亞·門德爾森（Noah Mendelson博士說：“隨著六方氮化硼被拉伸到只有幾個原子層的厚度，發(fā)射的光開始從橙色變成紅色，就像圣誕樹上的LED燈一樣，只是在量子領(lǐng)域。”

他補充說：“從根本上看，在量子水平上看到這樣的顏色調(diào)整不僅是一項了不起的壯舉，而且還為量子科學和量子工程領(lǐng)域中的許多潛在應用提供了啟示?！迸c其他用作量子光源的納米材料不同，例如金剛石、碳化硅或氮化鎵，六方氮化硼不易碎，并具有范德華晶體的獨特可拉伸機械性能。

“我們一直對六方氮化硼的優(yōu)異性能感到驚訝，無論是機械的、電的還是光學的。這種性能不僅可以進行獨特的物理實驗，而且還可以在不久的將來為大量實際應用打開大門?！?UTS教授Igor Aharonovich是該研究的通訊作者，也是ARC變形超光學材料卓越中心（TMOS）的首席研究員。

由Trong Toan Tran博士領(lǐng)導的UTS實驗物理學家團隊認為，從首次觀察到這種奇異現(xiàn)象開始，他們就開始著迷。

“我們迅速與該領(lǐng)域的世界領(lǐng)先理論物理學家之一，ANU的Marcus Doherty博士合作，試圖了解造成令人印象深刻的色彩調(diào)節(jié)范圍的潛在機制。UTS和ANU的共同努力導致了人們的全面理解該現(xiàn)象得到了強有力的理論模型的完全支持，” Toan Tran博士說。

該小組現(xiàn)在正在準備他們的后續(xù)工作：實現(xiàn)原理驗證實驗，其中涉及將來自兩個拉伸量子源的兩個最初不同的彩色光子纏結(jié)在六方氮化硼中，形成一個量子位。Toan Tran博士總結(jié)道：“我們認為我們工作的成功為多種基礎(chǔ)物理實驗開辟了新途徑，這可能為未來的量子互聯(lián)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)?！?br /> （責任編輯：fqj）