近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员吴凯丰与副研究员朱井义团队受邀在《天然-材料》上，颁发了关在胶体钙钛矿量子点中的量子相关现象与动力学光学调控的综述文章。该综述系统总结了钙钛矿量子点在量子光源和自旋量子比特载体等范畴获得的研究进展，具体阐述了近期展开的光学丈量与调控的道理与方案，并瞻望了基在该材料平台的量子信息手艺在适用化历程中面对的挑战和机缘。

钙钛矿量子点示意图。年夜连化物所供图

半导体纳米晶（即量子点）是成长量子信息手艺的一类主要材料平台。量子点具有限域效应发生的切确量子能级布局和强光学响应行动，不但可以或许用作发生高品质的单光子，还可以凭仗其光生激子或载流子作为自旋比特，实现量子计较、量子通讯与量子传感等。比拟在今朝普遍利用的外延发展量子点，胶体量子点在暖和前提下就可以揭示出显著的量子特征，在合成制备和器件组装等方面也有着不成对比的本钱优势。可是，持久以来在单光子源和自旋量子比特把持等主要范畴面对庞大挑战。

最近几年来，钙钛矿量子点的呈现揭示出了很是高效的光接收和发射机能，有望成为一类新兴的量子光源。另外，钙钛矿量子点较强的自旋-轨道耦合感化和庞大的跃迁偶极矩则年夜年夜下降了光学注入、操控和读出自旋的难度，从而使其有望成为自旋量子比特的载体。

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吴凯丰团队持久致力在胶体量子点的超快光谱与动力学研究。最近几年来，团队成长了圆偏振飞秒瞬态磁光手艺，在室温下实现了钙钛矿量子点中空穴自旋的超快相关操控；不雅测到系综层面的激子自旋相关拍频，并揭露了激子邃密布局裂分的新机制；基在磁场实现了对些邃密布局和相关动力学的定量调控；不雅测到激子效应下的布洛赫-西格特位移和超低阈值的激子光增益等。这些工作系统揭露了钙钛矿量子点中的量子相关效应和动力学调控机制，为其在量子信息手艺范畴的利用供给了要害参考。

在前期研究的根本上，吴凯丰团队应邀撰写了关在钙钛矿量子点中出现的新奇相关现象的综述，切磋这些现象对量子信息手艺的主要启迪。综述起首总结了这类量子点作为单光子源的显著优势，例如高纯度、高不变性和杰出的相关性。随后，文章介绍了这些量子点中怪异的跃迁偶极集体相关行动。

综述还进一步会商了这些量子点中激子与载流子的自旋相关动力学和其操控等开辟性摸索工作。最后，文章指出了将这些相关现象利用在量子信息手艺中的挑战，并瞻望了潜伏的解决方案和手艺线路。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41563-024-01922-z

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