德国弗赖堡的弗劳恩霍夫应用固体物理研究所（IAF）已启动一个纠缠光子的紧凑型片上光源项目，这是实现工业量子技术应用的重要组成部分。
在QuoAlA项目（AlGaAs Bragg反射波导的电信波长量子纠缠光子对源）中，科学家们正在研究将砷化铝镓（AlGaAs）作为产生纠缠光子源的波导，AlGaAs可以实现特别紧凑的设计和芯片集成。
量子技术的应用的基础是各种量子现象和基本粒子的物理定律，其中包括纠缠光子的影响，这是高精度传感器技术和安全量子通信前景概念的基础。为了将这些技术应用到光子电路中，就需要一种紧凑而高效的纠缠光子对源。
量子光子系统的主要组件（例如反射镜、分束器和移相器）现在都可以集成形式实现。但是，这还不适用于所需的光源和检测器。 Fraunhofer IAF的目标是将量子通信所需的所有功能（即单个和纠缠的光子的生成、操纵和检测）集成到一个芯片中。通过QuoAlA项目，研究人员正在朝着光源迈出第一步。
AlGaAs布拉格反射波导作为光子对源
QuoAlA的重点研究方面是对基于AlGaAs的光子源及其外延制造。目的是在精确定义的波长下产生具有高纠缠质量的光子对，目标波长为1550nm，即在电信范围内（1500-1600nm）。
AlGaAs在光子对源方面的应用很有前景，主要因为它具有非线性特性。在具有非线性特性的材料中，由于光学效应，光子可以在高光强度下自发地分裂为两个光子。这样的轻粒子对可以被量子机械地纠缠。
特别紧凑的设计潜力
此外，AlGaAs布拉格反射波导允许在芯片级水平上集成其他光学和电子组件。 在QuoAlA项目中使用技术的独特之处在于具有集成泵浦激光二极管的潜力，这使得超小尺寸的设计成为可能。减小部件的尺寸、重量将满足实际应用的基本要求。
作为电信中的光源，必须能够非常精确地调整光子的波长，因为通道的波长间隔小于1nm。产生的光子的波长非常敏感地取决于波导的外延层结构。因此，该项目专注于基于AlGaAs的布拉格反射波导的外延精度，这可以决定所产生的纠缠光子的波长。
此外，科学家正在使用软件对布拉格反射波导进行光学仿真，该软件是他们先前在NESSiE项目（电信波长下量子纠缠源的非线性波导）中所开发，该软件在2019-2020年期间运行。
