“硅通常被認(rèn)為是種發(fā)光性能很差的材料——舉例來說，雖然經(jīng)過了幾十年的研究，但還沒有出現(xiàn)過硅二極管激光器。”研究人員說，“然而，如果你想要做一個芯片能發(fā)出量子光(例如某些量子力學(xué)特性發(fā)生糾纏的成對的單光子)，你會想在室溫下進(jìn)行制備，進(jìn)而該芯片可以有廣泛的應(yīng)用。實驗證明，硅是產(chǎn)生光子相當(dāng)好的材料。” 該芯片的光變化過程，被稱為自發(fā)光的非線性混合(SONM)，已經(jīng)在很多材料中進(jìn)行過論證，包括玻璃光纖、晶體和半導(dǎo)體，例如硅。

　　博士后研究員Marc Savanier說：“有件事你不得不做，就是在硅上做出波導(dǎo)和微諧振腔，用來增強(qiáng)在特定波長的光強(qiáng)。單就一個硅片是無法獲得很高的SONM系數(shù)的，也不會產(chǎn)生能夠滿足測試要求數(shù)量的糾纏光子對。”

圖1 這種硅基光子芯片尺寸是3×15mm，芯片的水平條紋對應(yīng)著不同的硅基光子學(xué)結(jié)構(gòu)，

       這種結(jié)構(gòu)用來產(chǎn)生和控制光；在實驗中用到的結(jié)構(gòu)在芯片的中間附近

　　利用兼容CMOS的光刻技術(shù)，研究人員在芯片中制備了一種模式結(jié)構(gòu)，可以使發(fā)射光子對的聯(lián)合光譜強(qiáng)度和施密特數(shù)可以通過改變抽運頻率或者芯片溫度很容易的進(jìn)行調(diào)諧。研究生Ranjeet Kumar說：“低的施密特數(shù)表示，對于被稱為預(yù)報探測的特殊的量子光學(xué)特性，器件產(chǎn)生的光子對已經(jīng)被調(diào)諧了，然而，高的施密特數(shù)則表示器件產(chǎn)生的光子可以用來對每個光子超過一個的單一量子比特信息進(jìn)行編碼。”

　　研究人員在論文中寫道：“這種控制有益于高維通訊，在該領(lǐng)域中定時探測器的限制可以通過在較小的頻率范圍實現(xiàn)大施密特數(shù)來打破。”