一个比纸薄100倍但表面刻着精确图案的超颖接口（metasurface），可以取代一屋子光学设备。来自美国与德国的科学家最近开发出一种更简单的超颖接口设备，能一次性产生多对量子纠缠光子，该研究可以帮助科学家理解控制奇怪但有用的量子力学现象，使未来的计算机、传感、加密技术所需组件变得更小更强大。
一种称为纠缠的量子效应很奇怪，当2个粒子纠缠后彼此仿佛产生灵魂共鸣，只要操纵其中1个粒子，另一个粒子伙伴无论相距多远都会跟着被影响，这种现象构成了量子计算机、量子加密等新兴技术的基础。
其中要产生纠缠的光子对相当棘手，通常需要大型激光数组、专用晶体和其他光学设备才能完成，于是纳米工程材料“超颖接口（metasurface）”便成为更有效利用纠缠现象处理消息的另一扇大门，来自美国桑迪亚国家实验室与德国马克斯普朗克研究所的科学家们对此进行了开创性设备研究，开发出比一张纸还要薄100倍的超颖接口。
团队设计的超颖接口由称为砷化镓的常见半导体材料制成，表面精确刻蚀了特殊纹路，当光束穿过纳米级结构的超薄样品时能产生复杂的纠缠光子网：一次不仅一对，而是好几对具有不同波长的纠缠粒子，构成一整张纠缠光子网。
第一波超颖接口研发浪潮已创建且逐渐发展，科学家将能在纠缠光子群引发量子纠缠，广泛应用于量子计算机、加密、通信等领域。虽然在此之前，该团队也表示新结构产生纠缠光子的效率还不够高，但看在超颖接口与量子光学能彻底改变消费产品设计、制造，也许会出现第二波创新应用浪潮。
新论文发布在《科学》（Science）期刊。
（首图来源：桑迪亚国家实验室）