一个国际团队开发了一个光量子开关

由瓦伦西亚大学材料科学研究所（ICMUV）领导的国际团队开发了一种光学量子开关，可以改变光子的发射特性，光子是电磁辐射的粒子。这种新设备具有超快的切换时间和非常低的能耗。
与其他设计相比，它可以在各种半导体平台上实现，在当前的量子技术中具有很大的应用价值。其研究结果已经发表。
在“通信物理学”杂志中，报道了该光子开关的设计，构造，实验测量和仿真。工作原理基于纳米结构的半导体量子限制技术，该技术是一种可以吸收和发射光的纳米级小结构。
这些材料的光学性质称为量子点，与孤立原子的光学性质相似，并且它们的发光是从光子到光子的发射。它们对于量子技术的发展非常有趣，因为可以使用孤立的光子或成对的光子来复制重叠或纠缠的条件。
当前，该领域的技术挑战之一是开发可以由光子操作的逻辑门和光学电路。这样，可以在量子描述下传输和修改信息。
因此，需要可以单独影响光子发射的工具和材料。在所有这些设备中，使用光来控制和控制光子的设备非常有趣，因为可以建立链式系统，或者可以像全光学设备一样显着降低能耗。
这项研究的主要思想是与佛罗伦萨大学和欧洲非线性光谱实验室的研究员Massimo Gurioli合作产生的。在此基础上，根据照明激光器的功率和颜色，研究了砷化铟（InAs）量子点中电荷的积累和饱和过程。
新设备的突出特点之一是，在临时开关旁边，如果使用两个不同的激光器，则可以切换所发射光子的颜色（波长）。此功能使科学家可以考虑按波长复用光子的设备（在传输介质中组合两个或多个信息通道），以使光子的每种颜色与这些通道之一相关联。
最后，器件工作的物理原理可以通过许多其他量子受限的纳米结构来实现，因此这种新设计代表了可以在各种半导体平台上实现的通用解决方案。研究包括瓦伦西亚大学材料科学研究所的光电材料和器件系（UMDO），该系由应用物理和电磁学系教授Juan P.MartínezPastor领导。
该设备的主要材料是由意大利CNR研究人员Luca Saravalli的团队制造的，其运行模拟是与澳大利亚ARC工程量子系统（EQUS）的Mattias Johnson和Thomas Volz合作进行的。 GuillermoMuñoz在过去三年中一直是EQUS的高级研究员。
单半导体量子点已被广泛用于证明高纯度单光子的确定性发射。这些纳米结构的单光子发射性能已经变得非常可控，并且研究提供了高水平的光子不可分辨性和亮度。
最终，量子技术将需要开发一套设备来操纵和控制光子的状态。这项新的研究测量并模拟了一种新颖的全光路径，该路径可以转换激子跃迁在单个半导体量子点中发射的单个光子流。
通过采用双重非谐振激励泵浦方案，设计了一种具有GHz速度，高差分对比度，超低功耗和高单光子纯度的开关器件。