利用耦合至纳米结构的量子发射器实现单光子路由
与纳米光子结构耦合的量子发射体是实现可控单光子散射的理想平台。这种可调谐的光-物质相互作用使得构建单光子开关成为可能——这种器件能够将单个光子从输入端口引导至选定输出端口。此类单光子开关器件可集成到可重构光子电路中,从而在量子网络中主动调控光子传播方向。理想的单光子开关应具备快速响应、高效率、可扩展性、与传统技术兼容等特性,并需以高保真度保持被调控光子的量子态。本综述重点阐述了基于固态纳米结构(包括波导与微腔架构)耦合量子发射体的单光子开关理论方案与实验验证。通过将其应用于波导耦合二能级发射体这一基础系统,该团队还系统介绍了波导体系中单光子散射建模的常用理论方法。本综述整合了量子光学核心理论技术、可控单光子传输的应用实践,以及跨物理平台(半导体量子点、中性原子、超导量子比特和色心体系)的单光子开关器件实验进展。



