一项新的研究显示了一种制造薄膜以控制单光子发射的创新方法，推动了创造可靠的基于光的量子计算、互联网上安全的量子密钥分发和其他技术的努力。

洛杉矶阿拉莫斯国家实验室负责人、材料科学家迈克尔佩特斯(Michael Pettes)说：“有效控制一些薄膜材料在精确位置发射单个光子——所谓的确定性量子发射——为超实验室规模的量子材料铺平了道路。多机构研究小组。

这些二维钨/硒薄膜的可扩展性使它们在量子技术中非常有用。单光子产生是量子通信中全光量子计算和密钥分发的必要条件，对量子信息技术的推广至关重要。

该项目被记录为本周《应用物理快报》的一篇专题文章，该文章利用了钨/硒薄膜中高度空间局部化且分离良好的发射位置或尖端的应变。该团队使用多步扩散介导的气体源通过化学气相沉积合成薄膜。

因为材料很薄，符合针尖的半径，材料向基部弯曲超过百分之几，就像人躺在甲床上一样。产生的应变足以改变电子结构，但只是在尖端。受影响区域发出的光的颜色和性质不同于胶片其他部分发出的光。

Pettes说：“虽然需要更多的研究来充分理解机械变形在创建这些量子发射位点中的作用，但我们可以通过使用应变来实现控制量子光学特性的方法。“这些单光子源构成了基于光子学的全光量子计算方案的基础。”

作者指出，二维材料中的量子发射工程仍处于起步阶段。虽然已经观察到这些材料中缺陷结构产生的单光子，但先前的研究表明，非均匀应变场可能会影响这种效应。然而，造成这一紧急情况的机制仍然不清楚，这是洛斯阿拉莫斯正在进行的工作的重点。