哥本哈根大学的研究人员开发出一种纳米组分，可发出携带量子信息的光粒子。不到人类头发宽度的十分之一，微小的组件使得扩展成为可能并最终达到量子计算机或量子互联网所需的能力。研究结果使丹麦成为量子竞赛的领头羊。
世界各地的团队正致力于开发量子技术。位于哥本哈根大学Niels Bohr研究所的混合量子网络中心(Hy-Q)研究人员的重点是开发基于光电路的量子通信技术，称为纳米光子电路。UCPH研究人员现已取得重大进展。
“这是一个真正重要的结果，尽管组件非常小，”助理教授莱昂纳多米多罗说，他过去五年一直在努力实现这一突破。
研究小组发明了一种称为纳米机械路由器的组件，它发射由光粒子(光子)携带的量子信息，并将它们引导到光子芯片内的不同方向。光子芯片就像计算机微芯片一样，只使用光而不是电子。该组件融合了纳米光学力学和量子光子学 - 这两个研究领域至今尚未结合。最引人注目的是组件的大小，仅为人类头发的十分之一。正是这种微观尺寸使其成为未来应用的前景。
“将纳米力学和量子光子学的世界结合在一起是扩大量子技术的一种方法。在量子物理学中，它一直是规模系统的挑战。到目前为止，我们已经能够发出单个光子。但是，要做更多的事情。利用量子物理学的先进技术，我们需要扩展系统，这是本发明所允许的。要建立量子计算机或量子互联网，你不一定只需要一个光子，你需要同时有很多光子你可以相互联系，“Leonardo Midolo解释道。
实现“量子至上”是切合实际的
为了利用量子力学定律来构建量子计算机或量子互联网，许多纳米机械路由器必须集成在同一芯片中。需要大约50个光子来获得足够的能量来实现所谓的“量子至上”。根据Midolo的说法，新的纳米机械路由器使这样做成为一个现实的目标：
“我们已经计算出我们的纳米机械路由器已经可以扩展到10个光子，并且通过进一步增强，它应该能够达到达到'量子至上所需的50个光子'。”
本发明也是控制芯片中光的重大飞跃。由于设备占用空间大，现有技术仅允许将少数路由器集成在单个芯片上。相反，纳米机械路由器非常小，几千个可以集成在同一芯片中。
“我们的组件非常高效。它的全部意义在于能够同时发射尽可能多的光子，而不会丢失任何光子。目前没有其他技术允许这样做，”Leonardo Midolo说。
该研究在Niels Bohr研究所的Quantum Photonics Group进行，该研究所是新成立的混合量子网络中心(Hy-Q)的一部分。