医学成像和量子计算的新型多功能

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，2021年3月25日——与其他单光子发射器不同，这种新型量子点可以在环境条件和室温下稳定地发射光谱可调的单光谱红外光子流。这一突破开辟了一系列实际应用，包括量子通信、量子计量、医学成像与诊断、秘密标记等。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家今天在《自然纳米技术》发表的论文的主要作者Victor kerimov说：“红外中单光子纯度高的证明在量子密钥分发等领域具有直接的实用性，用于安全通信。”

洛斯阿拉莫斯团队开发了一种优雅的方法，基于硫化镉外壳中硒化镉的核心，在可见光发射器上合成胶体纳米粒子。通过在核/壳界面插入一层硫化汞中间层，该团队将量子点变成了高效的红外发射器，可以调谐到特定的波长。

“这种新的合成技术可以在原子水平上高精度地控制硫化汞中间层的厚度。该项目的首席化学家弗拉基米尔萨耶维奇(Vladimir Sayevich)说：“通过以单个原子层的增量进行改变，我们可以在离散的定量跃迁中调整发射光的波长，并通过调整硒化镉核心的大小，以更连续的方式进一步调整它。

这些新结构远优于现有的近红外量子点，在单点水平上表现出“无闪烁”发射，在室温下具有近乎完美的单光子纯度(产生“量子光”)，发射速度快。它们在光和电激发下表现非常好。

单光子可以作为量子计算中的量子比特。在网络安全应用中，单个光子可以通过量子密钥分发来保护计算机网络，而量子密钥分发则通过“牢不可破”的量子协议提供终极安全。

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