這是顯微鏡中（白光照明下）的超晶格。這種納米晶體的夾層結構可以充當量子光源。
激發態的光發射器能夠在協同運作的同時產生光輻射，這種現象被稱為超熒光。據《自然》雜誌11月7日刊發的一篇研究論文稱，來自瑞士聯邦材料測試與開發研究所（EMPA）和瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究人員以及來自IBM蘇黎世研究中心（IBM Research Zurich）的科學家們最近已經成功通過利用長距離有序納米晶體超晶格來製造這種效應。這一發現將在未來促進LED照明、量子傳感、量子通信和量子計算等科技的發展和創新。
有些材料如果受到諸如激光的外部光源的激發，便會自發地發光。這種現象被稱為熒光。然而，在一些氣體和量子系統中，當發射器集合中的所有發射器都自發地對它們的量子力學相位進行同步，並在受到激發時一起發生作用，就會發射出更強的光線。這樣，輸出的光線就能比把單個發射器累加在一起的效果還要強得多，從而導致發射出超快而明亮的光——超熒光。
但是，只有當這些發射源滿足嚴格的要求時才會發生這種情況，譬如它們的發射能量要相等、對光場具有高耦合強度以及較長的相干時間。在這些條件下，它們之間的相互作用很強，但同時又不容易受到環境的干擾。到目前為止，採用與該技術相關的材料還無法做到這一點。不過，膠體量子點很可能就是打開這扇大門的鑰匙：它是一種經過驗證的、在商業上具有可行性和吸引力的解決方案，且已經在最先進的液晶電視顯示器中被採用，它滿足這一技術的所有條件。
目前，該研究小組在馬克西姆·科瓦連科（Maksym Kovalenko）領導下已經證明，由鹵化鉛鈣鈦礦製成的最新一代量子點，為按需實現超熒光提供了一種巧妙簡潔、切實方便的途徑。具體來說，研究人員將鈣鈦礦量子點排列成三維超晶格，以便讓光子的相干集合發射成為可能，從而產生出超熒光。這為多光子糾纏態的來源提供了基礎，而多光子糾纏態是目前實現量子傳感、量子成像和光子量子計算所缺少的關鍵要素。
研究人員認為這些實驗是進一步開發利用這種獨特材料的量子集合現象的起點。蘇黎世聯邦理工學院和IBM蘇黎世研究中心的邁克爾·貝克爾）Michael Becker)補充道：“由於發射器集合的整體性質可以被提升，而不僅僅是單個量子點效能的總和，我們能做的可以遠遠超越建立單個量子點的工程。”超熒光的受控迭代版和相應生成的量子光可以為LED照明、量子傳感、量子加密通信和未來的量子計算開闢新的可能性。
編譯：朱明逸 審稿：西莫
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