英國(guó)劍橋大學(xué)研究人員近日成功開發(fā)出僅幾個(gè)原子厚層狀材料的超薄量子發(fā)光二極管（LED）。由于具有不同超薄材料組成的構(gòu)造層，原件可以用于開發(fā)新的計(jì)算與感應(yīng)技術(shù)。

具備僅用電流生產(chǎn)單光子的能力是建設(shè)緊湊型芯片量子網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，基于量子力學(xué)原理開發(fā)的計(jì)算機(jī)比現(xiàn)有技術(shù)更加強(qiáng)大和安全。為了實(shí)現(xiàn)這種元件的可能性，研究人員需要開發(fā)出一種可靠方法，由電流生成單個(gè)的、難以分辨的光子，作為通過量子網(wǎng)絡(luò)的信息載體。

該元件由不同材料的薄層疊在一起構(gòu)成，材料包括石墨烯、氮化硼以及過渡金屬硫化物（TMDs）。TMD層包含有嚴(yán)格限制的電子和電子空位或孔隙區(qū)域。當(dāng)一個(gè)電子充填到比電子能量較低的空位時(shí)，能量差異釋放光子，即一個(gè)光粒子。在發(fā)光二極管元件中，一個(gè)電壓推動(dòng)電子通過該元件，也就是他們充電空隙發(fā)射單光子的地方。

劍橋大學(xué)研究人員開發(fā)的超薄平臺(tái)提供了高水平的可調(diào)諧性、自由設(shè)計(jì)以及綜合集成能力。單個(gè)光子的產(chǎn)生常常需要大規(guī)模的、幾個(gè)激光器和光學(xué)元件的精確對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)裝置。這一在芯片上即可釋放單光子的全新研究成果使得量子通訊距現(xiàn)實(shí)應(yīng)用更近了一步。