当两个量子粒子相互关联时，即使相距数百万英里，也会发生量子纠缠，爱因斯坦曾称之为“幽灵般的超距作用”。对一个粒子的任何观察都会影响另一个粒子，就好像它们在相互交流一样。当这种纠缠涉及光子时，就会出现有趣的可能性，包括纠缠光子的频率，其带宽是可以控制的。

美国罗切斯特大学的研究人员通过他们在《物理评论快报》中描述的薄膜纳米光子器件，并利用量子纠缠现象产生了令人难以置信的大带宽。这一突破可能导致：提高计量和传感器的灵敏度和分辨率，如光谱仪、非线性显微镜和量子光学相干断层扫描；量子网络中用于信息处理和通信的信息高维编码。

罗切斯特大学电气和计算机工程教授Qiang Lin说：“这项工作代表了在纳米光子芯片上产生超宽带量子纠缠的重大飞跃。它展示了纳米技术在用于开发通信、计算和传感的未来量子设备方面的力量。”

迄今为止，用于产生宽带光纠缠的大多数设备都采用将块状晶体分成小部分的方案，由于每个部分的光学特性略有不同，会产生不同频率的光子对，将频率相加就能提供更大的带宽。

该论文主要作者、罗切斯特大学博士生Usman Javid说：“这是非常低效的，它的代价是光子的亮度和纯度降低了。在这些设备中，生成光子对的带宽和亮度间总会有一个权衡，人们必须在两者之间做出选择。我们用我们的色散工程技术完全规避了这种权衡，并以创纪录的高亮度获得创纪录的高带宽。”

由Qiang Lin实验室创建的薄膜铌酸锂纳米光子器件两侧都有带着电极的单个波导。根据Javid的说法，块状光学器件的宽度可能达到几毫米，而薄膜器件的厚度为600纳米，其横截面面积比块状晶体小一百万多倍。这使得光的传播对波导的尺寸极为敏感。

事实上，即使是几纳米的变化也会导致通过它传播的光的相位和群速度发生显着变化。因此，研究人员的薄膜装置可以精确控制对生成过程的带宽进行动量匹配。Javid说：“然后我们可以解决一个参数优化问题来找到最大化这个带宽的几何形状。”

Javid说，该设备已准备好用于实验，但仅限于实验室环境。为了在商业上使用，需要更有效和更具成本效益的制造工艺。尽管铌酸锂是光基技术的重要材料，但铌酸锂的制造仍处于起步阶段，需要一段时间后才能成熟到具有经济意义。（编译:Qtech）