量子密码，量子计算和其他未来的技术需要对光子的纠缠，这意味着他们共享的量子态。现在，研究人员在“ 物理评论快报“的报告已采取一步步走向那些对部分的光子集成电路，最终可能包括微型激光器和光“线”。研究小组利用半导体芯片的结构，可以让其他组件被加入，而以前的芯片为基础的设备不实用的这种整合。生产纠缠对这种芯片的一部分，是一个潜在的重大一步走向商业，甚至导致未来的量子光学的小工具。
为了使纠缠光子对，研究人员通常所谓的非线性光学晶体与激光打。某些从入射光束的光子转换成低能光子对信息进行编码的，然后，可以使用的，并且在某些情况下，用于执行基本的量子计算。为了整合到一个单一的装置中的这样的光子电路组件，光电子实验者已经把许多的元素的半导体砷化镓，包括激光源和光子波导，这是光学布线相当于成芯片。最近，有些球队已经产生的光子对的很好，但没有一种方式，可以很容易地与集成电路。例如，一台设备需要的绝缘层，使电子控制困难[ 1 ]，而另一个需要的激光光来在一个角度，满分设备[ 2 ] 的其余部分的平面。
格雷戈尔Weihs在加拿大沃特卢大学，因斯布鲁克大学的奥地利和他的合作者，现在已经表现出一种装置，可以与其他组件在单一芯片上结合。“我们的目标是在一个炉子烤的，所以我们有一个蛋糕，”滑铁卢团队成员罗尔夫·霍恩说。
砷化镓可以生成从激光光的低能光子，但转换是低效的，除非激光光子和较低能量的光子的旅游以相同的速度，这意味着它们是“相匹配。”（正如在所有固体，速度砷化镓取决于光的波长。）“你需要得到不同颜色的波，彼此相，说：”号角。
问题是要相匹配的方式，不会妨碍与其他元素的整合。解决的办法是所谓的布拉格反射波导，由AMR的Helmy和同事在加拿大多伦多大学开发的结构，并在过去的团队使用指导单一波长的光波。该设备是让人想起的许多层的蛋糕，行驶通过的层在其高度的中间附近的激光的波长（半微米）的光子。较高和较低的折射率的值（由铝的量混合在确定）之间的交替的层，并适合使一个特定波长的生存中的中心层，由于垂直反射和波的干涉。的波导管允许留在同相的激光频率的较低能量的光子。此外，分开的结构稳定的全内反射，更常规的效果，保持任何光纤电缆内行进的光的激光的光子。
在试验中，该装置成功生产极少数的光子对每亿元左右的投入，效率接近，更传统的来源，霍恩说。“这是一个完全集成的量子光电子器件的重要一步，说：”在英国布里斯托尔大学量子光子学中心的杰里米·奥布莱恩，谁负责。“作者有原则的体系结构中的光子产生的光子可以直接发电[未来]，”奥布莱恩说，“相反，典型的方案[今天]，需要一个激光产生的光子。”
球队现在的计划要结合自己的操纵光子转化为相关的偏振类型的纠缠量子信息最常用的功能，将光子对源。完全集成光子芯片，但是，仍然是一个组件缺失：单光子探测器，可把光信息转换成电子信号。一种选择是使用超导体，霍恩说，最近表现出的技术，另一队[ 3 ]。
达维德Castelvecchi是一个自由科学作家在罗马。
参考文献
- A. Orieux，X. Caillet，AA LEMAITRE，体育Filloux，一Favero，G.狮子座，和S. Ducci酒店，以“高效参量产生反向双光子的状态，” J. OPT。SOC。AM。乙 28，45（2010） 。
- ，V. S. Ducci酒店M. Ravaro，L. LANCO，X.实验室研究人员Xavier Marcadet，伯杰和G.狮子座“，在半导体波导的参数荧光，” CR物理学报 ，1184（2007年）。
- W.佩尼斯，C.舒克，O. Minaeva，M.李，Goltsman GN，AV谢尔吉延科，HX唐，高速和高效率的行波单光子探测器纳米光子集成电路中嵌入“ arxiv：1108.5299。
