中国研究人员称，半导体氮化镓为光子量子芯片提供了非凡的潜力；他们说，这种材料承载的波长范围更广，可用于制造其他元件。
《华南早报》2024年4月20日Ling Xin的报道
中国的研究人员在世界上首次使用一种普通半导体来制造量子光源，从而向制造量子芯片又迈进了一步。
与传统的电子计算相比，量子芯片具有以指数级速度解决复杂问题的潜力。目前，科学家们一直在努力构建集成电路所需的元件。
现在，中国的一个研究小组表示，他们利用氮化镓（GaN）这种几十年来一直用于蓝色发光二极管的半导体材料，制造出了其中的一个元件--量子光源。
来自中国电子科技大学、清华大学和上海微系统与信息技术研究所的研究团队表示，该设备在构建小型、坚固的量子芯片方面具有"非凡的潜力"。
该光源产生的量子力学纠缠光粒子对可用于携带信息。
他们在上个月的《物理评论快报》杂志上报告说，与现有的基于氮化硅和磷化铟等材料的量子光源相比，新装置的波长范围更广，可用于构建量子电路的其他主要元件。
来自UESTC的第一作者周强告诉《物理》杂志："我们证明了氮化镓是光子量子信息的良好量子材料平台，其中量子光的产生至关重要”。
"氮化镓平台为在不久的将来推进光子量子芯片的发展提供了广阔的前景"。
来自德国达姆施塔特工业大学的量子光学专家托马斯-瓦尔特告诉《物理》杂志，这项工作是"向前迈出的重要一步"，因为它可以降低制造此类系统的成本，使其比现在更加紧凑和坚固。
在实验中，周和他的同事们首先在蓝宝石层上生长了一层氮化镓薄膜。然后，他们在薄膜上蚀刻出一个直径为120微米的圆环，让激光束发出的光粒子围绕圆环移动。
当研究人员将红外激光束送入氮化镓薄膜时，一些光粒子被捕获，成为成对的"共振"。
由于一种被称为自发四波混合的效应，一些共振对产生了一对新的光粒子，它们彼此纠缠在一起。
周告诉《物理》杂志，氮化镓环产生的纠缠程度与其他量子光源测得的水平"相当"。
输出波长范围也从以前材料的25.6纳米扩大到新装置的100纳米。
"通过提供更多的波长资源，我们将能够满足更多希望通过不同波长访问量子网络的用户的需求，"周四告诉《科技日报》。
除了量子光源，氮化镓还是一种很有前景的材料，可用于制造量子电路的其他组件，包括泵浦激光器和光粒子探测器。
他们说："与现有平台相比，氮化镓平台在全片上量子光子集成电路方面大有可为”。
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