2026年8月18日——研究人员没有放大目标频率，而是选择性地抑制不必要的频率。迄今为止，所谓的谐振器大多用于产生单光子——这种微型光学结构能够影响光子源，使其主要在特定频率下发射光。然而，这类谐振器仅在狭窄的频率范围内起作用，并且必须精确调谐至相应的光子源。

慕尼黑工业大学（TUM）和慕尼黑量子科学与技术中心（MCQST）的研究人员因此开发了一种新方法，反其道而行之。他们并非让发射体在特定频率下发射更多光，而是调整发射体周围的环境，使其在不需要的频率上减少光的发射。为此，他们使用了光子晶体波导。这是一种纳米结构，通过规则排列的图案阻断光子源发射光的路径。研究团队对光子晶体波导进行设计，使其只抑制不需要的光频，同时保留目标频率。

发射光中光子份额提升至三倍

初步实验证实了这项技术的有效性：利用光子晶体波导，研究团队将发射光中目标光子的占比从约23%提升至约72%。这意味着，新方法取得了此前只有借助复杂得多的谐振器方案才能实现的结果。

采用新方法后，光子产生的速度也略慢于以往。这一点对量子通信同样至关重要：“如果光子产生过快，我们就难以控制其特性，”TUM量子网络教授安德烈亚斯·赖泽雷尔（Andreas Reiserer）解释道。“因此，对于许多发射体而言，我们的方法比迄今使用的谐振器适用性要强得多。”

研究人员使用铒作为光子源进行了初步实验——铒是当今光纤技术中已经使用的元素。

支持多个发射体且可灵活定制

由于晶体波导具有更大的发射体尺寸和更宽的带宽，由此带来两大关键优势。其一，单个器件内可同时使用多个光子源（即发射体）。而谐振器由于其尺寸极小，在这方面能力有限。其二，目标频率的选择更加灵活，因为与经典谐振器不同，光子晶体波导无需针对每个发射体进行精确调谐。

论文第一作者、博士生弗洛里安·布格尔（Florian Burger）展望道：

“量子网络有望在未来将众多量子系统相互连接。这需要能够将信息从量子系统可靠地转移至单个光子、并通过光纤等途径进行传输的接口。我们的工作为此奠定了基础。”