德國弗賴堡的弗勞恩霍夫應用固體物理研究所（IAF）已啟動一個糾纏光子的緊湊型片上光源項目，這是實現工業量子技術應用的重要組成部分。

　　在QuoAlA項目（AlGaAs Bragg反射波導的電信波長量子糾纏光子對源）中，科學家們正在研究將砷化鋁鎵（AlGaAs）作為產生糾纏光子源的波導，AlGaAs可以實現特別緊湊的設計和芯片集成。

　　量子技術的應用的基礎是各種量子現象和基本粒子的物理定律，其中包括糾纏光子的影響，這是高精度傳感器技術和安全量子通信前景概念的基礎。為了將這些技術應用到光子電路中，就需要一種緊湊而高效的糾纏光子對源。

　　量子光子系統的主要組件（例如反射鏡、分束器和移相器）現在都可以集成形式實現。但是，這還不適用于所需的光源和檢測器。 Fraunhofer IAF的目標是將量子通信所需的所有功能（即單個和糾纏的光子的生成、操縱和檢測）集成到一個芯片中。通過QuoAlA項目，研究人員正在朝著光源邁出第一步。

　　AlGaAs布拉格反射波導作為光子對源

　　QuoAlA的重點研究方面是對基于AlGaAs的光子源及其外延制造。目的是在精確定義的波長下產生具有高糾纏質量的光子對，目標波長為1550nm，即在電信范圍內（1500-1600nm）。

　　AlGaAs在光子對源方面的應用很有前景，主要因為它具有非線性特性。在具有非線性特性的材料中，由于光學效應，光子可以在高光強度下自發地分裂為兩個光子。這樣的輕粒子對可以被量子機械地糾纏。

　　特別緊湊的設計潛力

　　此外，AlGaAs布拉格反射波導允許在芯片級水平上集成其他光學和電子組件。 在QuoAlA項目中使用技術的獨特之處在于具有集成泵浦激光二極管的潛力，這使得超小尺寸的設計成為可能。減小部件的尺寸、重量將滿足實際應用的基本要求。

　　作為電信中的光源，必須能夠非常精確地調整光子的波長，因為通道的波長間隔小于1nm。產生的光子的波長非常敏感地取決于波導的外延層結構。因此，該項目專注于基于AlGaAs的布拉格反射波導的外延精度，這可以決定所產生的糾纏光子的波長。

　　此外，科學家正在使用軟件對布拉格反射波導進行光學仿真，該軟件是他們先前在NESSiE項目（電信波長下量子糾纏源的非線性波導）中所開發，該軟件在2019-2020年期間運行。