3月3日消息，在對量子計算和通信的潛在推動中，歐洲的一個研究合作報告了一種控制和操縱單光子而不產生熱量的新方法。該解決方案使得在單一芯片中集成光學開關和單光子探測器成為可能。

發表在《自然-通訊》上，該團隊報告說，他們開發了一種用微觀機械運動而不是熱量來重新配置的光學開關，使該開關與熱敏感的單光子探測器兼容。

今天使用的光學開關通過局部加熱半導體芯片內部的導光板來工作。“這種方法不適用于量子光學，”合著者Samuel Gyger說，他是斯德哥爾摩KTH皇家理工學院的博士生。

“因為我們想要檢測每一個光子，所以我們使用量子探測器，通過測量單個光子被超導材料吸收時產生的熱量來工作，”Gyger說。“如果我們使用傳統的開關，我們的探測器將被熱量淹沒，從而根本無法工作。”

Carlos Errando Herranz說，作為歐洲量子旗艦項目S2QUIP的一部分，他構思了這一研究理念，并在KTH領導了這項工作。“新方法可以控制單光子，而不會出現加熱半導體芯片的缺點，從而使單光子探測器失去作用。

利用微機電（MEMS）致動技術，該解決方案可以在單個半導體芯片上實現光開關和光子檢測，同時保持單光子探測器所需的低溫。

”我們的技術將有助于連接量子技術集成光學電路所需的所有構件，“Errando Herranz說。”量子技術將實現安全的信息加密和計算方法，解決當今計算機無法解決的問題，而且它們將提供模擬工具，使我們能夠理解自然界的基本定律，這可以帶來新的材料和藥物。“

該小組將進一步開發該技術，使其與典型的電子產品兼容，這將涉及降低實驗設置中使用的電壓。

Errando Herranz表示，該小組的目標是在已經制造片上光學器件的半導體代工廠中整合制造工藝--這是實現量子光學電路足夠大的必要步驟，以實現量子技術的一些承諾。

歐盟的Horizon 2020研究與創新計劃根據第820423號資助協議（S2QUIP）為研究提供了財務支持；瑞典研究委員會，克納特和愛麗絲·沃倫伯格基金會，上奧地利州以及奧地利科學基金。

這項工作由KTH的Val Zwiller教授和Klaus D.J?ns教授（現為德國帕德博恩大學）共同監督。埃蘭多·赫蘭茲（Errando Herranz）現在是美國麻省理工學院（MIT）的研究員。該研究的參與者包括林茨理工學院和奧地利約翰內斯·開普勒大學的研究人員。
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