科技日報訊 （記者陳丹）未來以量子計算機構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)理論上擁有現(xiàn)有計算機無法比擬的保密能力和運算速度，但開發(fā)量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是要能夠按需產(chǎn)生編碼信息的單個光子?，F(xiàn)在，荷蘭埃因霍芬理工大學教授安德烈·菲奧爾的團隊開發(fā)出一種納米級裝置，可以通過“雕刻”單個光子的形狀，釋放出具有精確形狀的單個光子。這項發(fā)表在《自然·通訊》雜志上的最新成果朝著構(gòu)建安全的量子網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。

　　光子的形狀是由它所攜帶的能量如何平穩(wěn)釋放來決定的。盡管這個過程只有十億分之一秒，但由于大部分能量都是在過程的一開始被釋放出來，剩余的則在后面形成一個拖尾，因此光子的形狀是不勻稱的。

　　原子會自然散發(fā)出單個光子，但這些光子的形狀都不夠精確。菲奧爾和他的同事發(fā)現(xiàn)，可以使用量子點來產(chǎn)生形狀受控的光子。這個量子點其實是一塊半導體材料，當受激時會發(fā)射單個光子。

　　據(jù)英國《衛(wèi)報》網(wǎng)站12月16日（北京時間）報道，為了“雕刻”這些光子，研究人員將量子點置于一個光子晶體內(nèi)，讓這個光子晶體充當過濾器。量子點光子的能量如何釋放決定了發(fā)射出的光子的形狀，而能量釋放可以通過施加電壓來控制，這就迫使光以穩(wěn)定的步伐散發(fā)出來。

　　并未參與這項研究的倫敦帝國學院教授克里斯·菲利普斯說：“這是朝著能夠按需制造單個光子邁出的重要一步。”

　　菲奧爾表示：“這些納米結(jié)構(gòu)可以被集成到設(shè)備和芯片中。它為在量子芯片之間有效地交換光子開辟了可能性，有望應(yīng)用于未來的量子網(wǎng)絡(luò)?！?/p>

　　“這是非常不錯的支柱性技術(shù)?！迸＝虼髮W教授伊恩·沃姆斯利說，“量子互聯(lián)網(wǎng)具有現(xiàn)實可能性，但它并不會馬上就出現(xiàn)?！?/p>

　　為了推動量子技術(shù)的發(fā)展，英國于11月宣布投資1.2億英鎊，創(chuàng)立4個量子技術(shù)中心，分別由伯明翰大學、格拉斯哥大學、牛津大學和約克大學領(lǐng)銜，它們將關(guān)注量子技術(shù)的不同應(yīng)用領(lǐng)域。

　　總編輯圈點

　　一滴水，一粒光，可以圓，可以尖?！皥A”光子和圓水滴不是一回事，但制造的方法差不多：讓它釋放得慢一點，穩(wěn)一點。將來，標準形狀的光子將背著信息，在量子電路里馳騁、交換。也許三十年后，也許不到二十年，我們就能擁有成熟的量子電路。一個小芯片的速度將快過“天河二號”，能耗卻比一個小燈泡低，那將是幾百年計算機器史的終點。