新的防窃听通信：在以前无法访问的光谱范围内生成量子纠缠的光子

产生偏振纠缠光子对，波长为2.1微米。

汉诺威莱布尼兹大学的物理学家开发了一种新的方法，该方法可以在以前无法访问的光谱范围内产生量子纠缠光子。

汉诺威莱布尼兹大学卓越凤凰城团簇的迈克尔·库斯（Michael Kues）教授参加了一个国际团队的研究，该团队开发了一种新的方法，可以在以前无法获得的光谱范围内产生量子纠缠的光子。这一发现可以使基于卫星的通信的加密在未来变得更加安全。

来自英国，德国和日本的15人研究小组开发了一种新方法，用于生成和检测2.1微米波长的量子纠缠光子。在实践中，纠缠光子用于诸如量子密钥分配之类的加密方法中，以完全保护两个伙伴之间的电信，以防止窃听。该研究结果在本期《科学进展》中首次向公众展示。

到目前为止，只有在技术上才可以用纠缠光子在700至1550纳米的近红外范围内实现这种加密机制。但是，这些较短的波长具有缺点，尤其是在基于卫星的通信中：它们受到大气中吸收光的气体以及太阳的背景辐射的干扰。使用现有技术，只能在晚上保证传输数据的端到端加密，而在晴天和阴天不能保证。

由格拉斯哥大学的Matteo Clerici博士领导的国际团队希望通过发现这一问题来解决这一问题。汉诺威莱布尼兹大学的PhoenixD卓越集群的Michael Kues教授说，纠缠在两微米波长处的光子对受太阳本底辐射的影响要小得多。此外，地球大气中存在着所谓的透射窗，特别是对于两微米的波长而言，因此光子很少被大气中的气体吸收，从而实现了更有效的通信。

汉诺威莱布尼兹大学卓越凤凰城团簇的迈克尔·库斯（Michael Kues）教授参加了一个国际团队的研究，该团队开发了一种新的方法，可以在以前无法获得的光谱范围内产生量子纠缠的光子。自2019年春季以来，Kues一直担任汉诺威莱布尼兹大学汉诺威光学技术中心（HOT）的教授，并在PhoenixD卓越集群内研究利用微光子和纳米光子学方法开发新型光子量子技术。

对于他们的实验，研究人员使用了由铌酸锂制成的非线性晶体。他们将来自激光器的超短光脉冲发送到晶体中，并且非线性相互作用产生了纠缠的光子对，其新波长为2.1微米。发表在《科学进展》杂志上的研究结果描述了实验系统的细节以及纠缠的光子对的验证：Kues说：“下一个关键步骤将是将该系统转换为光子集成设备，以使其小型化，使其适合批量生产以及在其他应用场景中使用。”

在威斯敏斯特威斯敏斯特大学（Münster）完成学业并获得物理学博士学位后，库斯在国立科学研究所–ÉnergieMatériauxetTélécommunications中心（加拿大）工作。在那里，他领导了“非线性集成量子光学”研究小组四年。然后，他移居格拉斯哥大学，并加入了Matteo Clerici博士周围的国际团队。自2019年春季以来，Kues一直担任汉诺威莱布尼兹大学汉诺威光学技术中心（HOT）的教授，并在PhoenixD卓越集群内研究利用微光子和纳米光子学方法开发新型光子量子技术。Kues希望扩大他的五人研究团队，目前已经为研究助理招聘了两个职位（博士职位）。

参考：Shashi Prabhakar，Taylor Shields，Adetunmise C. Dada，Mehdi Ebrahim，Gregorμ G. Taylor，Dmitry Morozov，Kleanthis Erotokritou，Shigehito Miki，Masahiro Yabuno，Hirotaka Terai，Corin Gawith，迈克尔·库斯（Michael Kues），露西亚（Lucia Caspani），罗伯特·H·哈德菲尔德（Robert H.Hadfield）和马特奥·克莱里奇（Matteo Clerici），2020年3月27日，《科学进展》。
10.1126 / sciadv.aay5195

PhoenixD卓越集群

在2019年至2025年之间，由汉诺威莱布尼兹大学领导的卓越凤凰城集群将通过德国研究基金会（DFG）从联邦政府和下萨克森州获得约5,200万欧元的资金。该集群是不伦瑞克工业大学，马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所），物理技术联合会和Laser Zentrum Hannover e.V.在该集群的范围内，来自物理学，机械工程，电气工程，化学，计算机科学和数学领域的100多名科学家进行了跨学科研究。该集群探索了数字化为新型光学系统及其生产和应用提供的可能性。

2020年10月20日，该集群将在汉诺威莱布尼兹大学组织PhoenixD激光日。在为期一天的会议上，来自美国，澳大利亚，欧洲和德国的光学和光子学领域的科学家将展示他们的研究结果。