科技日报北京11月26日电（记者张梦然）美国普渡大学研究团队实现了单光子层面精准控制光束，并以此研发出一种能在单光子强度下工作的“光子晶体管”，这是实现光基技术全部潜力的关键一步，可为光子芯片研发与量子计算研究铺平道路。相关成果发表在最新一期《自然·纳米技术》期刊上。
从光纤通信到量子传感器，光子技术支撑着数字世界的运行。而随着对更快、更高效计算和通信系统的需求不断增长，能够在单光子层面精准控光，无疑是迈向光子时代的至关重要的一步。
长久以来，科学家一直难以实现用单个光子去控制另一束光，因为这就像用一根火柴去点燃一盏探照灯，听起来几乎不可能。
此次突破的核心在于，它能让一个微弱到只有一个光子的控制光束，去调制或开关一束强大的探测光。在此之前，传统材料的光学非线性效应非常微弱，通常需要极高功率的激光才能让两束光相互作用。鉴于此，研究团队巧妙地利用了商业单光子探测器中常见的“雪崩倍增”原理，当一个光子撞击硅片时，会像引发雪崩一样产生多达100万个电子，从而将微弱的量子信号放大成宏观上可测量的电流。利用这一过程，团队实现了光束间的巨大非线性效应，让单个光子拥有了控制宏观光束的能力。
该成果优势显著。在此基础上诞生的光子晶体管，能在室温下稳定工作，不像其他依赖量子系统的方案那样需要极低温环境。它能与现有的互补金属氧化物半导体工艺兼容，这意味着其可以无缝集成到当前的芯片制造流程中，为未来光子芯片打下基础。此外，它的运行速度极快，可达吉赫兹级别，甚至有望提升到数百吉赫兹，远超现有方法。
团队表示，初期使用的仍是商用单光子雪崩二极管，未来他们计划设计专门优化的器件，以进一步提升性能。
这项技术不仅有望推动量子计算的发展，更可能在经典计算领域引发变革，例如用于构建超高速、低功耗的光子计算机，或在数据中心和光通信系统中取代更慢、更耗电的电子设备。
当地时间12月17日，美国国家航天航空局（NASA）发表声明称，受不利的天气情况影响，美国国家航天航空局和太空探索技术公司（Spa 2024年度国家自然科学基金委员会与韩国国家研究基金会合作交流与双边研讨会项目指南 根据国家自然科学基金委员会（NS 图为在上海科技创新成果展上拍摄的科学刊物展台。新华社记者 方喆摄 一直以来，学者们向学术期刊投稿面临着激烈竞 关于2023年第二批拟备案的省自然科学基金结题验收项目的公示 根据《河南省自然科学基金项目管理办法》（豫科〔2022 近日发表于《睡眠医学》的一项研究表明，“夜猫子”动脉钙化的概率几乎是“早起鸟”的两倍。在心血管疾病的早期阶段， 当地时间1月1日早上，印度空间研究组织在安得拉邦发射PSLV-C58运载火箭，搭载了印度首颗用于研究黑洞的科学卫星XPoSat 。本文链接：单光子层面实现光束精准控制http://www.sushuapos.com/show-11-28730-0.html
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