量子物理学家 Petr Steindl （彼得-斯坦德尔）擅长用单光子创造复杂的光结构，探索量子光学的可能性及其在技术领域的应用。十几岁时，他想学习捷克诗歌，但最终还是决定学习量子物理学。最近，他通过了量子光学和量子点系统的论文答辩，获得了博士学位。"回首往事，我很庆幸自己转换了领域"。

"简单地说，量子点就是一个半导体材料的小岛，"Steindl 这样解释他的论文主题。"因为它只有几纳米大小，所以能感受到量子效应，就像原子一样。研究人员把这个量子点放在一个光学微腔中，以便更有效地操纵它。我们可以把这个空腔想象成两面相对的镜子。激光在它们之间来回反弹。量子点并不喜欢与光相互作用，但光腔使它更有可能与光相互作用，因为激光会多次通过量子点。"

彼得-斯坦德尔。资料来源：莱顿大学

Steindl 解释说，这种巧妙的装置可以用来制造单光子。"共振激光将量子点中的电子从基态激发到更高的能态。当电子回到基态时，量子点就会发出单光子。微腔很方便地将这个光子引向我们装置的其他部分。不过，我们面临的挑战是如何将这个光子与激光分离。它的波长与激光相同，但偏振略有不同。你可以利用这一特性将光子分离出来。在我攻读博士学位期间，我探索并改进了这项技术。"

获得单光子只是研究的第一步。"当拥有高质量的单光子（光粒子）时，它就有点像砖块，"他这样描述自己的工作。"有了砖块，你就可以开始盖房子了。我的目标是将单个光子组合起来，构建复杂的光结构。例如，我们创造了一个由多个纠缠光子组成的链。纠缠的意思是，它们紧密相连，你无法再独立地描述一个光子和另一个光子。我们希望更好地理解这些新的光状态。"

单光子物理学

单光子物理学是一个相对较新的领域。20 世纪 70 年代，物理学家首次成功分离出一个光子。然而，这些单光子源的效率和稳定性都还不高。技术的发展，如在光学微腔中使用量子点，使得控制单光子的产生变得更加容易。微腔的另一个好处是，光子以较高的速度射出，确保其更好地保持状态。这就产生了高质量的单光子，非常适合 Steindl 所研究的结构。

Steindl 的愿景是最终将这些新型光结构用于量子通信："我们知道，单光子在安全和身份验证方面非常有用。例如，你可以从分光镜的不同位置发送两个相同的单光子。如果这些光子以改变的状态或不同时到达，你就知道有窃听者。这项研究也可能被证明对建造量子计算机有用。一个基本组件是量子门，但它们很难制造。有了这种研究中的结构，就不需要这些了。我觉得建造这些光结构完全令人惊叹。能做到这一点的事实令人匪夷所思。我们可以在如此深的层次上理解物理学。虽然这很吸引人，但量子应用的潜力对我来说几乎只是副作用。从文学转向量子也许是迈出的一大步，但它足以让我兴奋数年，我还没有厌倦。"