可能有很多喜歡科學的小夥伴都知道楊氏雙縫幹涉實驗，尤其是後來的單光子雙縫幹涉實驗，大家都很好奇，單光子是怎麼弄出來的？有很多質疑量子通訊、質疑量子計算機的人都是利用這個點進行攻擊。我只能說，這樣無端質疑的人，既不懂量子力學，也不了解現在的工程科技。這個問題的核心是單光子光源是怎麼實現的，本文就單光子是如何製備的這個話題，給大家做一下解答。
可以生產單光子的技術：量子點技術
我在前幾天的一篇文章《摩爾定律終結，矽谷是否會變成一片荒蕪？物理學家找到新出路》裡面在提到，摩爾定律終結之後，未來技術上的一些解決方案中就提到了一種量子點技術。
所謂的量子點，就是利用現有的半導體技術，做出很小的一些點，這些點大約包含幾十或者是近百個原子。這樣，這些原子就可以有一個簡諧振動。目前，科學家已經能夠製造出由單電子組成的量子點。
既然實現了能夠控制單電子組成的量子點，也就能利用單電子的躍遷實現單光子的釋放。目前，這種量子點技術原理的發光管已經製造出來了。這並不是什麼神話。當然了，量子點技術並不是唯一能產生單光子的技術，這裡由於篇幅的原因，我們只介紹它。
量子點技術的製造工藝
量子點和類似的其他發射子，製造出來之後是一系列隨意擺放的發射子。這些發射子需要根據需要，通過掃描整個晶片然後找到可用的發射子，然後再在這些隨機放置的有利用價值的點周圍設計所有的光路和電路。
所以，從工程技術的角度來說，這實際上是用一個會產生一定可接受範圍內噪聲的方法來製造單光子，或者用一個具有更高確定性但無法控制光子顏色和發射來自方向的方法產生單光子。當然了，這兩種方法其實都是有不足的。
目前，單光子的產生是上述兩種方法的混合版本。用一個半導體納米管替代了隨機分布的量子點。半導體納米管發出一組合理定義的波長，並且其發射過程是部分確定的。它的原理是，導通狀態的電子由於納米管中存在雜質而發生散射，衰變成不導通狀態，在這一衰變的過程中它將會發射出一個光子。
更多單光子發射器的論文發表
可能提出這個問題的朋友沒有關注這方面的科學雜誌或者是學報。其實，單光子發射裝置的研究論文非常多。近期比較有名的有一篇是麻省理工學院的研究人員設計出一種方法，能在室溫下產生更多攜帶量子信息的單光子，這種設計為實用量子計算機的發展帶來了希望。量子發射器產生的光子可以一次檢測一個，量子計算機能利用這些光子的某些特性作為量子比特(「量子位」)來執行計算。這個小組中還有我國大連理工大學的一位研究生在參與，有興趣的朋友可以查查這篇論文。
全文總結
目前，單光子發射和檢測技術其實已經發展了幾十年了，有很多方案都已經能夠成功實現單光子發射。利用單光子光源做雙狹縫實驗也就是順理成章的事情。
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