俄羅斯莫斯科物理技術學院的科研團隊研發出新型量子發射器,每秒可發射幾十億個單個量子,用于構建未來的量子通訊網絡,可使網絡更具信息安全性。相關成果發布在《npj Quantum Information》科學期刊上。
科研團隊選取碳化硅作為量子發射材料,因為該材料具有最高的發射溫度。實際上,正是發現這種材料具有電熒光性能,該領域內的技術研發起始于該材料的應用。上世紀20年代所研發的第一批發光二極管就是采用的碳化硅,只是從80年代起才采用其它材料逐步淘汰了這種材料。
科研團隊對碳化硅材料進行了深入的研究,建立了碳化硅電熒光性能的基礎理論,可解釋碳化硅作為量子發射材料的輻射機理,準確預測并可重復試驗結果。通過理論和試驗完善了以碳化硅作為量子發射材料的技術性能,所研發量子發射器具備每秒可發射幾十億單個量子的技術物理指標,可保證G比特的傳輸速度。另外,采用該材料所研發的元件具備與微電子領域“金屬–氧化物–半導體”材料整套工藝兼容的優勢,在微電子領域具有更廣的應用前景。
采用量子加密技術可防止信息被盜取,這是因為信息的安全是建立在量子狀態不被破壞的基礎上,信息一旦被盜取,信息的承載體——量子的狀態就受到了破壞。然而在量子通訊中存在這種情況,如果線路同時傳輸若干個相同狀態的量子,盜取者可從一部分量子上盜取信息而不會被發現,由此,研發單量子發射技術成為了必要。