單光子在許多科研領域中發揮著不同的重要角色。除了用作量子計算中的量子位，通過量子密鑰分發保護計算機網絡之外，單光子還可以應用于生物成像。新開發的量子點發射波長在近紅外生物透明窗口內，這使其非常適合于深層組織成像。

我們熟知的紅外輻射也是新興量子技術的主要參與者。這種量子技術主要依賴于光粒子或光子的對偶性，光子或光子也可以表現為光波。利用這種量子特性需要以單個量子或光子形式發射光的“量子光”源。紅外輻射提供的點對點傳輸方式為光源調控提供了完美的途徑。

與普通的單光子發射器不同，新型的高度通用量子點在環境條件和室溫下可穩定地提供可光譜調諧的單個紅外光子流，非常適合作為單光子發射器。這一突破打開了包括量子通信、量子計量、醫學成像和診斷以及網絡安全等許多其他領域一系列實際應用。

來自美國洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）國家實驗室的研究團隊在Nature Nanotechnology上發表了這一研究成果，發現了基于眾所周知的CdSe/CdS異質結構的高質量近紅外發射器在諸如安全通信的量子密鑰分配等領域具有直接的實用性。

基于硫化鎘殼中硒化鎘的核心，Los Alamos團隊通過在核心/外殼界面處插入硫化汞中間層，成功將量子點變成了可以被調諧到特定波長的高效紅外光發射器。

“這種新的合成技術可以對發射的硫化汞中間層的厚度進行高度精確的原子級控制。通過以單個原子層為增量進行更改，我們可以在離散的量化躍遷中調整發射光的波長，并進一步進行調整。通過微調硒化鎘芯的尺寸以更連續的方式對其進行控制。”論文第一作者Vladimir Sayevich表示。

這些新結構遠遠優于現有的近紅外量子點，在單點水平上顯示出“無閃爍”發射，在室溫下（產生“量子光”）具有近乎完美的單光子純度，并且發射速度快。它們在光和電激發下表現都非常好。

“在制造這些點時，要達到單原子層的精度也有很酷的化學元素。”研究成員Zachary Robinson表示，“樣品中所有點的發射硫化汞中間層的厚度都是相同的。這是非常獨特的，特別是對于在燒杯中化學制備的材料而言。”

通訊作者Klimov補充道：“然而，這只是第一步。為了充分發揮‘量子光’的優勢，我們需要實現光子的不可分辨性——即確保所有發射的光子在量子力學上是相同的。這是一項極其艱巨的任務。”