物理學(xué)家發(fā)明了一種技術(shù)，從不同的量子點生成完全一樣的光子，為研發(fā)量子互聯(lián)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)。

完全相同的兩個光子在量子物理學(xué)上有重要的用途，但是要生成一樣的光子技術(shù)難度大。這些光子不僅要有一樣的波長，或者說它們的顏色一樣，它們的形狀和偏振特性也要相同。

一個由瑞士巴塞爾大學(xué)（University of Basel）和德國波鴻魯爾大學(xué)（Ruhr University Bochum）合作的研究組所發(fā)明的新技術(shù)能夠從完全分離的量子點產(chǎn)生完全一樣的光子。

量子點是半導(dǎo)體內(nèi)只有幾個納米大的結(jié)構(gòu)。被困在這種結(jié)構(gòu)中的電子只能在特定的幾個能級之間跳躍。電子在不同能級之間躍遷的時候，會發(fā)光。研究人員利用激光脈沖刺激電子在能級之間轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生光子。他們制成的設(shè)備通過按動一個按鈕，即可產(chǎn)生光子。

主要研究者之一博士后研究員翟連（Lian Zhai，音譯）說：“近年來其他研究人員也用不同的量子點造出光子，但是要用光學(xué)過濾器從中挑選最相似的光子?！庇眠@種舊辦法選出的相同的光子數(shù)量很有限。

新研究先用純度極高的砷化鎵制造量子點，高純度的材料使得造出的量子點之間的差異達(dá)到最小的程度。研究人員再用電極給這些量子點施加完全一樣的電場。電場改變了量子點的能量級，這個過程中量子點所發(fā)出的光子有著完全一樣的波長。

研究人員再使用一個半鍍銀（half-silvered）的鏡子證明所產(chǎn)生光子的一致性。這種鏡面鍍層的厚度很特殊，使得一半的光線能夠穿過，一半的光線被反射。實驗顯示，不論是穿過鏡面還是被反射回來的光子都是成對的。研究稱，這表明這些光子的相似度達(dá)到了93%，也就是說盡管這些光子從不同的來源地誕生，但是它們就像孿生版一樣。

利用這些光子，研究人員成功地構(gòu)建了“可控非門”（CNOT gate）?？煽胤情T是建造量子電腦的重要基礎(chǔ)模塊，也叫量子邏輯門。這種邏輯運算門是實現(xiàn)量子算法的基礎(chǔ)，能夠比現(xiàn)在的電腦更快地處理特定的問題。

合作研究者吉安·阮（Gian Nguyen）說：“現(xiàn)在我們所造出的完全相同的光子的比例大約為1%。但是我們已經(jīng)有了更好的辦法，將來還能夠進(jìn)一步提升產(chǎn)率。