美国陆军研究实验室和联合量子研究所的研究人员创造了一种原始量子光源，有可能为士兵带来更安全的通信和增强的传感能力。

ARL的Elizabeth Goldschmidt博士和JQI的Sunil Mittal博士和Mohammad Hafezi教授在他们题为“量子光的拓扑源这篇文章被刊登在杂志上自然．

光子是目前存在的最小数量的光，在携带量子信息时非常有用，可以用于加密，以避免对手的拦截，并增强对环境的敏感性。

根据研究人员的说法，这个难题的一个主要部分是光子必须是不受干扰的，并且尽可能相似，以便安全通信和士兵系统以最高质量运行。

该研究团队已经成功开发出一种硅芯片，可以引导光线绕过设备的边缘，使其免受干扰。

Goldschmidt说:“量子源，比如我们在研究中演示的那个，是一种支持集成基于光子的可扩展量子网络和量子信息系统的技术，需要不可区分的光子。

在这个实验中，研究人员使用硅将红外激光转换成成对的不同颜色的单光子。

戈德施密特说:“我们将光注入包含微型硅环阵列的芯片中，光在每个环周围循环数千次，然后再转移到相邻的环上。”

戈德施密特认为，虽然要从硅芯片中获得多对单光子是必要的，但光的长途旅行的问题在于，材料中的微小差异和缺陷会降低光子质量。

戈德施密特说:“这是量子信息应用的一个问题，因为研究人员需要光子真正相同。”

为了解决这个问题，研究小组重新排列了回路，使光在芯片边缘不受干扰地传播，屏蔽光不受干扰。

Goldschmidt说:“这种所谓的拓扑保护利用系统的几何形状，而不是局部的材料特性来引导光线。”“拓扑光子学这一相对较新的领域迄今专注于经典光场，而不是量子光场，这项工作向前迈出了一步，演示了在拓扑保护模式下产生量子光。”

开发的硅芯片的另一个好处是，它可以在室温下工作，不像其他量子光源必须冷却，这使得整个过程简单了很多。

对戈德施密特来说，这个项目为她打开了一个新的研究篇章，她希望这个研究包括类似的合作机会。

戈德施密特说:“我的研究兴趣跨越了量子光学的许多方面，这项工作让我对拓扑光子学这一新兴领域有了更多的了解。”“我希望这篇论文能成为量子光学和拓扑光子学交叉领域未来工作的基础，我期待着继续与Hafezi教授合作。”

至于将这项研究转化为现实的下一步，该团队计划通过使用更少不必要吸收的波导来改进该光源，并将继续研究他们拓扑光子系统的量子特性。

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