涂层提高量子计算机的光子精度

工程师开发了一种新的涂料技术,该技术将有助于使量子光源更加精确和一致。该团队使用一个称为PTCDA的有机分子涂上半导体,并导致其一次释放单个光子。每个光子也具有相同的能量,如果要运行量子技术,则需要。 […]

来源:宇宙杂志
单层二硒化钨样品的光学显微照片,右侧经过 PTCDA 功能化。图片来源:Mark Hersam,西北大学

工程师开发了一种新的涂层技术,将有助于使量子光源更加精确和一致。

该团队使用一种名为 PTCDA 的有机分子来涂覆半导体,并使其一次释放单个光子。每个光子还具有相同的能量,这是量子技术发挥作用所必需的。

半导体

研究人员希望这些可靠的半导体能够提高量子计算机的性能。

该研究的通讯作者、美国西北大学的马克·赫萨姆 (Mark Hersam) 表示:“最重要的想法是,我们希望从个体量子计算机转向量子网络,并最终实现量子互联网。”

“量子通信将使用单光子进行。我们的技术将帮助构建稳定、可调谐和可扩展的单光子源——这是实现这一愿景的重要组成部分。”

研究中使用的半导体由原子级薄(仅 1 层厚)的二硒化钨制成。

“当二硒化钨中存在缺陷(例如缺失原子)时,该材料可以发射单光子,”Hersam 说。

“即使是空气中的氧气也可以与这些量子发射器相互作用,并改变它们产生相同单光子的能力。发射光子的数量或能量的任何变化都会限制量子技术的性能,”Hersam 说。

该团队利用新型 PTCDA 涂层克服了这一挑战,该涂层可保护二硒化钨的表面。他们通过在真空室中一次沉积一层分子来创建这种涂层。

“通过添加高度均匀的分子层,我们可以保护单光子发射器免受不需要的污染物的影响,”Hersam 说道。

“这是一种分子完美的涂层,为单光子发射位点提供了均匀的环境。”

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