據最新一期《自然·通訊》雜誌報道，德國斯圖加特大學與(yu) 維爾茨堡大學的研究團隊實現了一種在電信C波段按需工作的高質量單光子源，其光子不可區分性，達到目前該波段確定性光子源的最高水平，這是實現可擴展光子量子計算和量子通信的關(guan) 鍵一步。

十多年來，量子光學領域始終缺乏一種既能按需產(chan) 生、又具備高不可區分性的C波段單光子源，這一問題嚴(yan) 重製約了基於(yu) 光子的量子技術發展。

在光子量子技術中，光子的不可區分性是實現量子幹涉和量子信息處理的基礎。隻有在所有物理屬性上完全相同的光子，才能穩定地參與(yu) 量子計算和量子網絡等應用。同時，為(wei) 了適應現有光纖通信網絡，光子源還必須工作在光纖損耗最低的電信C波段。

此前，基於(yu) 量子點的單光子源雖在較短波長範圍內(nei) 表現優(you) 異，但其性能在電信波段明顯下降；另一類常用的自發參量下轉換光源雖可產(chan) 生高質量光子，卻具有隨機性，難以在同一時刻提供多個(ge) 光子。已報道的電信C波段確定性光子源，其雙光子幹涉可見度最高僅(jin) 72%，難以滿足複雜量子協議需求。

針對上述瓶頸，團隊提出並實現了一種新的確定性單光子源方案，首次在電信C波段同時實現按需發射和高光子不可區分性，從(cong) 而消除了該領域長期存在的關(guan) 鍵技術障礙。

團隊提出的方案以砷化銦量子點為(wei) 發射體(ti) ，並集成於(yu) 圓形布拉格光柵諧振腔中，以提高光子發射和收集效率。他們(men) 發現，通過利用晶體(ti) 晶格振動（聲子）介導的激發方式，可顯著減少光子間差異，從(cong) 而提升光子不可區分性。

在該模式下，在電信C波段實現了接近92%的雙光子幹涉可見度，這是目前報道過的該波段確定性單光子源最高值。這一成果使確定性量子點單光子源首次在電信C波段達到實用水平，有望支撐基於(yu) 測量的光子量子計算以及遠距離量子通信中的量子中繼等應用。（記者張佳欣）