单光子保密通信技术的重大进展

8/30/2004， 美国光学学会会刊OPN几年8月号介绍了美国科学家在量子保密通信领域的最新进展。美国橡树脊（Oak Ridge）国家实验室的科学家成功发展出基于定向的半导电聚合物膜的发光技术。这种技术将在未来的量子保密通信领域发挥重大作用。
该实验室的科学家Mike Barnes说他们的基本思想是利用过去几年发展出来的隔离单个分子的技术，利用可以从市场买回来的普通材料，通过特别的处理方式来改变其光物理特性。他们的目标就是发展一种用于量子保密通信的单光子光源。
以往的单光子光源的制作技术有两种。第一种利用宝石膜的缺欠中心。这种缺欠中心必须利用加速器来实现。第二种办法是所谓无机材料的量子点技术。相对于这两种技术，橡树脊国家实验室的半导电聚合物膜的技术更加容易实现。这种特殊的聚合物膜不仅光物理特性特殊，而且更重要的是容易制作。Barnes表示他们采用了和普通喷墨打印机类似的技术来隔离液滴中的分子。液滴在能够和衬底或其他物质相互作用前就蒸发了。在蒸发的过程中，液滴中的分子排成了方向性非常好的纳米结构。他们沿着自己的长轴定向，垂直于衬底。这种统一性就像一捆销好的铅笔笔尖朝下站立在一起。和喷墨打印机不同的是，这些分子发出了不同波长的光。该实验已经发表在最新一期的应用物理快报杂志上。
还记得安捷伦公司著名的利用喷墨打印机技术制作的光开关产品吗？这里又是一个喷墨打印机技术在尖端光学领域的应用。
伊利诺伊大学的物理教授Paul Kwiat对橡树脊国家实验室的实验大家赞赏。他指出如果带宽更窄一点，光子产生效率和耦合效率更高一点就会更加理想。不论如何，这是在正确道路上迈出的积极一步。
无独有偶，美国自然杂志最近也发表了一篇利用纳米结构产生白光的文章。Los Alamos和Sandia国家实验室的科学家们在普通量子阱结构上叠加一层纳米结构层。他们说这种结构的发光效率比普通白炽灯泡好很多。
编辑遍查了最近几次的全国光通信会议论文集，发现国内没有任何关于量子保密通信领域的报告。但是据说华南师大的刘颂豪院士在从事这个领域工作。