來(lái)自馬克斯·普朗克光科學(xué)研究所和弗里德里希-亞歷山大-埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)的科學(xué)家與桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，成功地利用共振超表面在幾個(gè)不同頻率下創(chuàng)造了光子對(duì)。

光子是任何形式的電磁輻射（如光）的量子（相互作用中涉及的最小量）。光子對(duì)于當(dāng)前的許多研究領(lǐng)域和技術(shù)至關(guān)重要，例如量子態(tài)工程，這反過(guò)來(lái)又代表了所有量子光子技術(shù)的基石。在量子光子學(xué)的幫助下，科學(xué)家和工程師正在努力創(chuàng)造新技術(shù)，例如用于高度安全的通信通道和新型超級(jí)計(jì)算機(jī)的新加密形式。

量子態(tài)工程的關(guān)鍵要求之一是光子對(duì)的產(chǎn)生。傳統(tǒng)上，這是通過(guò)在體光學(xué)元件中使用兩種非線(xiàn)性效應(yīng)之一，即自發(fā)參數(shù)下變頻（SPDC）或自發(fā)四波混合（SFWM）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。非線(xiàn)性效應(yīng)導(dǎo)致一個(gè)或兩個(gè)泵浦光子自發(fā)衰變成光子對(duì)。

泵浦光子穿過(guò)共振超表面，并在不同波長(zhǎng)下產(chǎn)生糾纏光子對(duì)。

然而，這些效應(yīng)需要對(duì)所涉及的光子進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)量守恒。光子必須穿過(guò)的任何材料都具有色散特性，從而阻止了動(dòng)量守恒。有些技術(shù)仍然可以實(shí)現(xiàn)所需的守恒，但這些技術(shù)嚴(yán)重限制了可以產(chǎn)生光子對(duì)的狀態(tài)的多功能性。因此，盡管非線(xiàn)性晶體和波導(dǎo)等傳統(tǒng)光學(xué)元件已成功產(chǎn)生許多光子量子態(tài)，但它們的使用是有限且笨拙的。因此，最近，研究人員研究了所謂的光學(xué)超表面。

一個(gè)超表面的掃描電子顯微照片