研究人员发现了一种巧妙方法，可使量子点（这种微小的发光晶体）在不依赖昂贵复杂电子设备的情况下，产生完全受控的光子流。通过使用精确的激光脉冲序列，该团队能"指令"量子点精确发射光线，使该过程更快、更廉价且更高效。这一进展可能为更实用的量子技术打开大门，从超安全通信到探索物理学极限的实验皆可受益。
由因斯布鲁克大学实验物理系光子学小组的Vikas Remesh领导，剑桥大学、林茨约翰内斯开普勒大学等机构研究人员参与的国际研究团队，现已展示了一种规避这些限制的巧妙解决方案。他们的方法采用名为受激双光子激发的纯光学技术，无需任何主动开关元件即可直接从量子点产生不同偏振态的光子流。研究团队通过生成具有优异单光子特性的高质量双光子态验证了该技术。
"该方法首先用精确计时的激光脉冲激发量子点形成双激子态，随后通过偏振控制的刺激脉冲确定性触发所需偏振态的光子发射，"该研究第一作者Yusuf Karli和Iker Avila Arenas解释道。"作为2022-2024届光子学安全可靠性与保障 Erasmus Mundus联合硕士项目成员，在因斯布鲁克度过6个月并在光子学小组完成硕士论文工作，这段经历非常难忘，"Iker Avila Arenas回忆道。
研究负责人Vikas Remesh指出："该方案最精妙之处在于，我们将复杂性从单光子发射后昂贵且导致损耗的电子元件转移到了光学激发阶段，这是推动量子点光源走向实际应用的重要一步。"展望未来，研究人员计划将该技术拓展至使用特殊设计的量子点生成任意线性偏振态光子。
因斯布鲁克光子学研究组组长Gregor Weihs阐释道："这项研究在安全量子密钥分发协议中具有直接应用价值——多路独立光子流可实现与多方同步安全通信，同时对验证量子力学基本原理至关重要的多光子干涉实验也具有重要意义。"
发表于npj Quantum Information的这项研究凝聚了量子光学、半导体物理和光子学工程领域的协作成果，研究获得了奥地利科学基金(FWF)、奥地利研究促进署(FFG)及欧盟科研项目的支持。