混合腔—半导体纳米线双量子点二极管的高效连续微波光转换

       在过去的二十年里，光电二极管在光学领域得到了广泛的发展，这一方面是为了解决量子光学的基本问题，另一方面是为了开发量子密钥分配和线性光学量子计算等新兴量子技术的关键构件。在光学领域的研究表明了这些器件的特性和广大的应用前景，包括演示近统一的光子到电子转换效率和高运算速度。然而，虽然在光学领域已经取得卓越的发展，但在微波领域的相应进程到目前为止还相当缓慢。

       这个差距的主要原因在于一个有效的，连续微波光电二极管的实现将最终使时间相关光子计数扩展到微波体制和电子领域。它还将为固态系统读数的量子技术应用打开大门，比如基于光子相关的量子位态测量。但是，在微波范围内实现高效和连续的光子探测是具有挑战性的:虽然单次读出单电子隧穿事件和通过超导量子位的非连续脉冲光子探测已经被证明，但微波光子的连续和有效转换到电流到目前为止还没有。

        近日，来自瑞典隆德大学的Waqar Khan等人解决了这个问题。他们提出了一种能连续有效地将微波光子转换为电流的光电二极管器件，并测量了6%的量子效率。该工作演示了微波光子如何在高质量的、与空腔共振耦合的半导体纳米线双量子点中有效和连续地转换成电流。相关工作发表在《Nature Communications》上。（郑江坡）

       文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-25446-1