发生了什么
- 格勒诺布尔阿尔卑斯大学、CEA（包括其IRIG和LETI研究所）、Grenoble INP，以及蒙彼利埃大学和CNRS共属的Laboratoire Charles Coulomb的研究人员，于2026年10月28日在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表了一种完全由硅制成的单光子源。
- 该光源使用W中心，即硅晶格中的一个微小缺陷，它被以纳米级精度置于圆形布拉格光栅腔内；这种结构可以聚集并引导光。
- 它发射波长为1217纳米的近红外光，在饱和状态下探测到的光子速率达到每秒129万个。
- 在弱脉冲激发下，光子逐个发出，纯度为93%（正负2%）。
为什么重要
- 基于光的量子技术需要每次恰好发射一个光子的光源。大多数性能良好的此类光源使用砷化镓等其他材料，必须再与硅芯片集成。
- 用硅制成的光源可以采用半导体产业已有的工艺制造，更容易大规模生产量子光子电路。
- 关联测量结果 g(2)(0) = 0.06 表明，两个光子很少同时发出，而这正是此类光源应当达到的效果。
关键数字
129万。 这是在连续激发下、饱和状态时，探测器每秒从该光源统计到的光子数。
背景
硅中的色心（例如W中心）作为量子发射体已被研究多年，但它们发出的光很弱，难以收集。腔体增强了零声子线的发射，这部分光正是量子应用所需要的。
作者观察到，在饱和状态下，纯度会因再泵浦过程而下降，并提出用选择性激发方案来解决。
集成光子学正在多个方向上推进，Mamífero 都有报道：量子点光电二极管在红外波段可与InGaAs媲美，日本一款探测器靠磁通量子来计数光子，以及硅光栅揭示了史密斯-珀塞尔辐射中隐藏的手性。在计算方面，Quandela将向越南交付一台光子计算机。
接下来
- 下一个目标是让光子彼此无法区分，并能按需发射，这是在多个光子之间进行量子操作的必要条件。
- 1217纳米的波长接近电信波段，可能便于使用现有的光纤。
- 能否在同一块晶圆上做出许多完全相同的此类光源，还有待证明。
一句话总结
硅是产业界最擅长加工的材料，而在此之前，它一直缺少有竞争力的单光子源。格勒诺布尔和蒙彼利埃的这项工作展示了一个纯度和亮度都不错的光源。尚待迈出的一步，是从一个光源走向同一块芯片上数百个完全相同的光源。
来源
- Lefaucher, B., Baron, Y., Jager, J.-B. 等，“Bright and pure single-photon source in silicon by nanoscale positioning of a color center in a microcavity”，Nature Communications，2026年10月28日，DOI 10.1038/s41467-026-78809-x
- 封面图片：美国能源部，公有领域，来自 Wikimedia Commons
编辑：Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实：谁在写这些笔记。