2019-04-11 22:58:02
团队制作在室温下工作的人造原子

在俄勒冈大学物理学家BenAlemán最近发表的一项发现的帮助下,超级安全的在线通信,如果被截获则完全难以辨认,更近一步。

阿亚曼是UO光学,分子和量子科学中心的成员,他制造了在环境条件下工作的人造原子。该研究发表在Nano Letters期刊上,可能是开发安全量子通信网络和全光量子计算的重要一步。

“重大突破是我们发现了一种简单,可扩展的方法,将人造原子纳米制造到微芯片上,并且人造原子在空气和室温下工作,”Alemán说,他也是UO材料科学研究所的成员。

“我们的人造原子将实现许多新的强大技术,”他说。 “未来,它们可用于更安全,更安全,完全私密的通信,以及更强大的计算机,可以设计拯救生命的药物,并帮助科学家通过量子计算更深入地了解宇宙。”

Alemán实验室的博士生研究员Joshua Ziegler及其同事在500纳米宽和4纳米深的钻孔中钻了一层六角形氮化硼的薄二维薄片,由于其白色和原子,也被称为白色石墨烯。厚度。

为了钻孔,该团队使用了类似压力冲洗的工艺,但是使用聚焦离子束代替水射流将圆圈蚀刻成白色石墨烯。然后,他们在高温下加热氧气中的材料以去除残留物。

使用光学共聚焦显微镜,齐格勒接着观察到来自钻孔区域的微小光点。在用光子计数技术分析光之后,他发现各个亮点在尽可能低的水平发光 - 一次只有一个光子。

这些图案化的亮点是人造原子,它们具有许多与真实原子相同的特性,如单光子发射。

Alemán表示,随着该项目的成功,UO现在已经领先于量子研究中开发此类材料的努力。这让Alemán脸上露出了笑容。

当他于2013年加入UO时,他曾计划追求人造原子可以用白色石墨烯制造的想法。然而,在阿莱曼能够开展自己的研究之前,另一支大学团队发现了白色石墨烯薄片中的人造原子。

然后,Alemán试图在这一发现的基础上再接再厉。他说,制造人造原子是利用它们作为量子光子电路中单个光粒子源的第一步。

“我们的工作提供了单光子源,可以作为量子信息或量子比特的载体。我们已经设计了这些信号源,创建了我们想要的任意数量,我们想要的地方,”Alemán说。 “我们希望将这些单光子发射器模式化为微芯片上的电路或网络,以便它们可以相互通信,或者与其他现有的量子比特(如固态自旋或超导电路量子比特)进行通信。”

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