由麥格理大學(xué)（澳大利亞新南威爾士州悉尼市）領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)展示了一種將普通激光轉(zhuǎn)換為真正的量子光的新方法。他們的方法是使用由夾在兩個鏡子之間的砷化鎵制成的納米厚的薄膜來操縱入射光子。光子與半導(dǎo)體中的電子 - 空穴對相互作用，形成稱為極化子的新的嵌合粒子，其攜帶來自光子和電子 - 空穴對的性質(zhì)。極化子在幾皮秒后衰減，它們釋放的光子表現(xiàn)出不同的量子特征。該研究發(fā)表在Nature Materials雜志上。

雖然這些量子特征目前很弱，但這項(xiàng)工作引入了一種按需生產(chǎn)單光子的新方法。“按需生產(chǎn)單光子的能力對量子通信和光量子信息處理的未來應(yīng)用非常重要，”物理和天文學(xué)系的副教授托馬斯沃爾茲和該論文的資深作者說。“想想堅(jiān)不可摧的加密，超高速的計(jì)算機(jī)，更高效的計(jì)算機(jī)芯片，甚至是功耗最低的光學(xué)晶體管。”

目前，單光子發(fā)射器通常由材料工程創(chuàng)建 - 其中材料本身以內(nèi)置'量子'行為的方式組裝。但是這種標(biāo)準(zhǔn)方法在較小和較小規(guī)模上面臨嚴(yán)重限制，因?yàn)楫a(chǎn)生相同的單一 -純材料工程的光子發(fā)射器極具挑戰(zhàn)性。

“這意味著，一旦我們能夠增加我們正在產(chǎn)生的量子特征的強(qiáng)度，我們的方法可以更大程度地適應(yīng)大規(guī)模擴(kuò)展。我們可能能夠通過光子納米結(jié)構(gòu)工程從半導(dǎo)體制造相同的量子發(fā)射器，而不是而直接材料工程，“來自麥格理的Guillermo Munoz Matutano和該論文的第一作者說。

“雖然現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用還有一段距離，但我們的論文描述了一個重要的里程碑，特別是極化子群體在過去的十到十五年里一直在等待著。這為該領(lǐng)域的研究人員開辟了一個全新的游樂場，“托馬斯說。

麥格理大學(xué)團(tuán)隊(duì)是ARC工程量子系統(tǒng)卓越中心（EQUS）的一部分，實(shí)驗(yàn)是在Lindfield的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，該實(shí)驗(yàn)室是麥格理量子實(shí)驗(yàn)室的一部分。該論文與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院同時進(jìn)行的類似研究同時出現(xiàn)。

消息來源：麥考瑞大學(xué); https://www.mq.edu.au/newsroom/2019/02/19/a-polariton-filter-turns-ordinary-laser-light-into-quantum-light/