高品質的單光子源是實現光量子信息技術應用的基礎。浙江大學研究人員實現了室溫下基于膠體量子點的電驅動高純度單光子源，為研發實用化、集成化的單光子源開辟一條新路。相關論文日前發表于《自然通訊》雜志。

單光子源與我們日常所見的傳統光源不同。太陽光、電燈等發出的是“抱團”的光子，而單光子在確定的時間內最多發射一個光子。光子“單行”，才能實現量子通信、光量子計算機等新一代技術所依賴的量子效應。

膠體量子點是一種發光性能極好的納米晶體材料。科學家的目標是讓單個的量子點在室溫下通過電激發，高效發出一個光子。半導體中有自由電子和空穴兩種電流載體，在量子點中，如果電子與空穴復合，就會發出光子。由于通常狀態下，半導體材料中的電子比空穴“跑”得快，想要在單個量子點中制造和諧的“復合”，必須想辦法平衡兩者速率。

在浙江大學現代光學儀器國家重點實驗室，記者看到了一片片指甲蓋大小的透明器件，厚度不到一毫米的結構中，包含了研究人員巧妙的設計：他們將單個的膠體量子點用絕緣層包裹起來。這個絕緣層放慢了電子的“步伐”，同時也阻止了電子與空穴的直接復合而產生“雜光”。在2.6伏電壓的驅動下，單個的膠體量子點成功被激發，顯示屏幕上出現針尖大小的亮點，正是膠體量子點發出的一個個“單行”的光子。這一巧妙的設計，成功保證了高純度單光子的產生。

據介紹，制備新型量子光源不需要苛刻工作環境，樣品的制備可以通過便捷的溶液旋涂法完成。在光量子技術實用化、集成化的需求面前，這一新型光源純度高、制備工藝簡單、工作電壓低等特征展現了特別的優勢。