纠缠是量子力学的核心现象。它使两个光子无论距离多远都能瞬间相互连接，它是量子技术巨大潜力的基础。然而，量子计算机、量子密码和量子传感器的持续发展需要新的且更有效的纠缠光子对源。

芬兰阿尔托大学的研究人员计划建造一种革命性的LED光源来产生纠缠光子对。该校Pertti Hakonen教授领导的一个研究小组已获得了“未来创造者”计划提供的三年资助。该计划是由芬兰科技百年基金会和芬兰JAES基金会支持的，只对芬兰大学开放申请。

Hakonen教授说：“以前，纠缠光子是用非线性晶体产生的，这非常笨拙且效率也相当低，因为只提取了几个量子对，而且其产生过程是随机的，效率很低。”

在他们的新项目中，研究人员将开发一种有效、紧凑、明亮和可控的纠缠光子源。他们的方法是基于现代材料科技，能创建单个或几个原子厚的薄层(例如单层或几层的石墨烯、氮化硼或二硫化钼)，并对它们进行定制以形成自定义结构。

Hakonen教授说：“层状结构可灵活调整材料是局部金属还是半导体，以及它是弱半导体还是强半导体。此外，层状结构还让电子能够隧穿(即穿过材料)以产生纠缠光。”

将纠缠光子发生器集成到量子处理器中将使单独处理器间的快速量子通信成为可能，即使它们彼此相距很远。相互连接的独立量子计算机可以形成一个量子互联网，通过它可以进行分布式量子计算。

Hakonen教授解释说：“由于有了分布式量子计算，大型量子处理器可以由简单的超导量子计算机组成，这避免了单个量子比特操作中重大的实际问题。”

快速增长的量子密码领域也需要高效的纠缠发生器。通过在合法用户之间共享纠缠光子来交换加密密钥的技术有望成为无条件安全通信的基础。Hakonen补充道：“任何窃听的举动都会打破这种纠缠，而且这是很容易被发现的。”

Zhipei Sun教授和他的团队将参与开发样品生产技术和该设备产生纠缠光子的分类。Hakonen教授和Sun教授共享了用于堆叠超薄层状结构的设备。该项目的低温技术合作伙伴是阿尔托大学的衍生公司Bluefors。（编译:Qtech）