今天的经典计算机技术以简单的0和1的方式来存储和传输信息，这对于正在开发的量子技术来说是不够的。现在，来自日本的研究人员制造了一种纳米天线，这将有助于使量子信息网络更接近于实际应用。

在最近发表在《应用物理快报》上的一项研究中，大阪大学和合作伙伴的研究人员通过金属纳米结构显着增强了光子到电子的转换，这是开发用于共享和处理数据的先进技术中的重要一步。

经典的计算机信息基于简单的开/关的读数，使用一种被称为中继器的技术来放大和长距离重新传输此信息是很简单的。但量子信息基于相对更复杂和更安全的读数，例如光子的极化和电子的自旋。被称为量子点的半导体纳米晶体是研究人员提出的一种用于存储和传输量子信息的材料。

然而，量子中继器技术有一些局限性：例如，现在将基于光子的信息转换为基于电子的信息的方法非常低效。克服这种信息转换和传输挑战是大阪大学该团队研究人员旨在解决的问题。

论文主要作者Rio Fukai解释说：“在砷化镓量子点(量子通信研究中的常见材料)中将单个光子转换为单个电子的效率目前太低。因此，我们设计了一种纳米天线，它由超小的金属同心环组成，可将光聚焦到单个量子点上，从而能从我们的设备中读取电压。”

与不使用纳米天线的方法相比，该团队研究人员将光子吸收提高了9倍。在照亮单个量子点后，大部分光生电子并没有被困在那里，而是积聚在设备的杂质或其他位置中。尽管如此，这些多余的电子给出了一个最小的电压读数，很容易与量子点电子产生的电压读数区分开来，因此不会破坏设备的预期读数。

论文资深作者Akira Oiwa说：“理论模拟表明，我们可以将光子吸收提高25倍。我们小组现在正进行的研究方向是改进光源的对准和更精确地制造纳米天线。”

这些结果具有重要的应用。研究人员现在有办法使用成熟的纳米光子学来推进即将到来的量子通信和信息网络的前景。通过利用纠缠和叠加等抽象的物理特性，量子技术可以在未来几十年提供前所未有的信息安全和数据处理能力。（编译:Qtech）