“红外线的高单光子纯度的示范在诸如安全沟通的量子密钥分配等领域，”Victor Klimov称，当今在自然纳米技术国家实验室科学家们在自然纳米技术上发表的一篇文章中的威斯特·克里米夫说。
LOS Alamos团队已经开发了一种优雅的方法，可以合成基于在硫化镉壳中的硒化烷烃的核心的可见光发射器上获得的胶体纳米粒子结构。通过在核心/壳界面插入汞硫化物中间层，团队转向了量子点变成高效的红外线发射器，可以调谐到特定的波长。
“这种新合成方法允许对发射的硫化汞夹层厚度进行高度精确的原子级控制。通过增加单个原子层来改变它，我们可以在离散的量子化跳跃中调整发射光的波长，并通过调整硒化镉核的尺寸来进一步以一种更连续的方式来调整它。”Vladimir Sayevich说，他是这个项目的首席化学家。
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远远优于现有的近红外量子点，这些新结构在单点水平下显示“无闪烁”发射，室温下几乎完美的单光子纯度（产生“量子光”）和快速排放率。它们与光学和电激励都表现得非常好。
单个光子可以用作QUBITS量子计算。在一个网络安全应用方面，单光子可以通过量子密钥分发保护计算机网络，通过“牢不可破”的量子协议提供最终的安全性。
生物成像是另一个重要的应用程序。新开发的量子点的发射波长位于近红外生物透明度窗口内，这使得它们适合深层组织成像。
人们看不到红外线的光，但许多现代技术依靠它，从夜视设备和遥感到电信和电信生物医学成像。红外线也是新出现的量子技术中的大玩家，其依赖于光颗粒的二元性，或者光子也可以表现为波。利用该量子特性需要以各个Quanta或光子的形式发光的“量子光”来源。
研究量子点光谱的项目成员扎克·罗宾逊(Zack Robinson)说:“在实现单原子层精度制造这些点的过程中，还有一种很酷的化学元素。”“在样品中的所有点上，释放出的硫化汞夹层的厚度都是相同的。这是非常独特的，尤其是对于一种用烧杯化学制成的材料来说。”
克里莫夫补充说:“然而，这只是第一步。为了充分利用“量子光”，我们需要实现光子不可分辨性，也就是说，确保所有发射的光子在量子力学上是相同的。这是一项极其艰巨的任务，我们将在我们的项目中接下这项任务。”
来源:洛斯阿拉莫斯国家实验室
