用于下一代量子处理的室温光纤单光子光源

基于量子的系统是计算和通信系统的默认计算和强隐式这些系统可以建立在光纤网络中，包括由量子位和单个光发生器组成的互连节点，这些光发生器可以产生纠缠的光信号

在这方面，稀土（RE）原子和离子不溶态材料是高性能光发生器这些材料可与光纤网络和激光照相兼容，可在波长的宽范围内使用由于光谱范围太宽，配备RE元件的光纤可以找到稳定的应用，如自由空间电信、基于光纤的电信、量子随机数生成和高分辨率图像分析然而，近年来，在低温下使用稀土晶体材料开发了单一的光光源，这限制了基于它们的量子网络的实际应用

在2023年10月16日发表在《应用物理评论》杂志第4期第20卷上的一项研究中，由东京科学大学副教授KaoruSanakawa领导的日本科学家成功地开发出了一种由非光硅光纤室温下的掺杂的光子（Yb³⁺）组成的单一光光源MarkSadgrove副教授和Mr来自TU的Kaito Shimizu和来自冲绳科学技术研究所的KaeNemoto教授也参与了这项研究这种新开发的单一光光源消除了对补偿冷却系统的需求，并有可能使大量网络恢复有效和可访问

“单光子光源是控制光子统计特性的设备，它代表着光的强度，”Dr解释道萨纳卡“在这项研究中，我们使用了一种不含光学活性RE元素的钛合金材料开发了一种单一的光光源。我们的实验表明，这种光源可以直接从室温下的钛合金中产生。”

为了制造掺镱的光学纤维，通常可以使用热插拔技术来制造掺铽的光纤，其中光纤的一部分被剪断，然后用张力拉动，以逐渐减小直径

在长纤维中，当用激光激发时，单个RE会产生半光子RE和显示基准之间的间隔用于确定探测器的光学特性例如，如果单个RE原子之间的间隔超过了由发射光子的波长决定的光学散射极限，那么来自这些原子的发射光将通过从团簇而不是不同的单个源发射来获得

为了确认发射的照片的性质，研究人员使用了一种已知自相关的分析方法，该方法评估了信号及其延迟差分之间的相似性通过分析所发射的光电模式信号的自相关性，研究了非共振发射，并进一步获得了来自掺杂滤波器中的单个光栅的光电发射的证据

随着女性照片的质量和数量的进一步提高，开发出的带有镱损伤的光学纤维可以在不需要补偿冷却系统的情况下制造这对我们为各种下一代量子信息技术打开大门具有重要意义Dr总结道：“我们已经证明了一种低成本的单光子光源，它具有可选择的波长，并且没有内置的或冷却系统。总之，它可以实现各种新一代的量子信息技术，包括快速和多个数字发生器、量子通信、量子逻辑运算和高分辨率图像分析，而不受衍射极限的限制。”Sanaka