博士候選人Petr Steindl使用單光子創建復雜的光結構。十幾歲時，他想學習捷克詩歌，但最終選擇了量子物理學。他說：“回想起來，我很高興自己換了一個專業”。7月5日，他將為關于量子光學和量子點系統的論文進行答辯。 Steindl說：“簡單地說，量子點是半導體材料的一個小島。因為它只有幾納米的大小，所以它感覺量子效應，就像一個原子一樣”。研究人員將這個量子點放置在光學微腔中，以更有效地操縱它。

PetrSteindl在實驗室中 “你可以把這個空腔想象成兩個面對面的鏡子。激光在它們之間來回反射。量子點不喜歡與光相互作用，但光學腔使它更有可能，因為激光多次經過量子點?！?在房子里像磚塊一樣使用單光子

Steindl解釋說：“這種巧妙的裝置可以用來制造單光子。諧振激光將量子點中的一個電子從其基能態激發到更高的能級。當它回到基態時，量子點發出一個光子。微腔方便地將光子指向我們裝置的其余部分。然而，挑戰在于將光子從激光中分離出來。它的波長與激光相同，但偏振度略有不同。你可以利用這個特性來分離光子。在攻讀博士學位期間，我探索并改進了這項技術?！?/p>

獲得單光子只是Steindl研究的第一步。他說：“當你擁有高質量的單光子(光粒子)時，它就有點像一塊磚。有了磚塊，你可以開始蓋房子了。我的目標是結合單個光子來構建復雜的光結構。例如，我們創建了一個由幾個糾纏光子組成的鏈。糾纏意味著它們是如此緊密地聯系在一起，以至于你不能再獨立地描述一個光子。我們想更好地了解這些新的光狀態。” 單光子的物理學 單光子物理是一個相對較新的領域。在20世紀70年代，物理學家第一次成功地分離出了光子。然而，這些單光子源還不是非常高效或魯棒。像在光學微腔中使用量子點這樣的技術發展，使得控制單光子的產生變得更加容易。

微腔的另一個好處是光子以高速噴射，確保它更好地保持其狀態。這就產生了高質量的單光子，非常適合施泰因德爾所研究的結構。

量子技術的優勢 斯坦德爾說：“我們的愿景是最終將這些新穎的光結構用于量子通信。我們知道單光子對安全和身份驗證很有用。例如，你可以在分束器的不同位置發送兩個相同的單光子。如果這些光子以改變狀態到達，或者不是同時到達，你就知道有竊聽者?！?這項研究也可能對建造量子計算機有用。其中一個基本組件是量子門，但它們很難制造。對于斯坦德爾所研究的結構，這些是不必要的。 斯坦德爾說：“我發現建造這些輕型結構完全令人驚訝。有可能做到這一點的事實令人難以置信。我們能如此深入地理解物理。雖然它很迷人，但對我來說，量子應用的潛力幾乎像是一個副作用。從文學轉向量子也許是一大步，但它已經足夠令人興奮，我花了好幾年的時間，我還沒有厭倦。