科学家们刚刚在量子互联网领域取得重大进展

丹麦和德国科学家团队启动了一项重大研究项目,旨在开发可为未来量子互联网奠定基础的新技术。他们利用稀有元素铒以及手机芯片中的硅材料,制造用于超高安全性通信和强大计算的特殊光子粒子。通过激光与纳米技术等尖端工具,研究人员正致力于实现几年前看似不可能的目标:开发兼具长距离传输能力和信息存储功能的光子。

量子技术将实现牢不可破的加密与全新类型的计算机,未来这些设备预计将通过光学量子网络相互连接。然而,这需要目前尚不存在的量子光源。新项目旨在改变这一现状。

"这是一项极具挑战性的任务,但我们组建了实力雄厚的团队。最艰巨的目标之一是将量子光源与量子存储器集成。这在几年前看似不切实际,但如今我们看到了实现的路径,"项目协调人、丹麦技术大学(DTU)教授索伦·斯托布表示。

该技术愿景基于将DTU的纳米光子芯片与材料、纳米机电技术、纳米光刻及量子系统领域的独有技术相融合。现今存在多种量子光源,但它们要么无法与量子存储器协同工作,要么与光纤不相容。

实际上仅有一种可行方案:元素铒。然而铒与光的相互作用太弱。必须大幅增强这种相互作用,而DTU开发的新型纳米光子技术使之成为可能。但项目不仅需要尖端纳米光子学,还需要量子技术、超低功耗集成光子学以及新型纳米制造方法——所有这些领域都蕴含着巨大潜力。

德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心(HZDR)将协助开发基于硅的新型量子光源——该材料正是日常电子设备的核心成分。这些光源将在光纤通信波长下工作,使其成为未来量子技术(如安全通信和强大计算系统)的理想选择。"我们计划采用先进离子束技术将铒原子注入微型硅结构,并研究超纯硅如何提升其性能。这项研究将为构建可集成至现有技术的量子器件奠定基础,"项目首席研究员、HZDR离子束物理与材料研究所的永德·贝伦森博士阐释道。

EQUAL项目团队还将获得合作机构的技术支持:柏林洪堡大学的量子网络、Beamfox Technologies ApS的纳米技术、以及Lizard Photonics ApS的集成光子学。