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。
2023年12月11日，自然科学基金委信息科学部在北京召开“海洋移动信息网络理论与关键技术”专项项目评审会。自然科学基金 岁月不居，时节如流。转眼间，2023年已步入尾声。这一年给我们留下了太多值得铭记的精彩时刻：我国科学家成功制备并验证5 12月17日，记者从北京协和医院获悉，由该院儿科主编的《儿童风湿免疫病标准数据集》（以下简称数据集）正式发布。专家表示，作为 为纪念中国航空仪表技术与惯性技术的奠基人、北京航空航天大学建校元老林士谔先生110周年诞辰暨北航仪器科学与光电工 12月16日，“第六届中国行业发展高峰论坛”暨上海交通大学行业研究院五周年系列活动（上海站）成功举行。此次论坛主题为“知 河南省科学技术厅关于2024年度河南省国际科技合作项目拟立项项目的公示 根据《河南省科技计划项目管理办法（试行）》 。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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