量子信息技术采用的量子光源的波长主要位于可见光和近红外光波段，而对于波长位于中红外波段的量子光源研究才刚起步。传统的中红外探测技术在光学测量、光学传感、光学通信、光学成像等方面已有广泛应用。在量子信息技术时代，中红外波段的量子传感技术应用前景更加广阔。中红外波段的高质量量子光源对于下一代量子传感、量子成像和量子通信具有重要意义，已成为量子研究的热点。
据麦姆斯咨询报道，武汉工程大学教授金锐博和田颖共同在《安徽大学学报（自然科学版）》中以“中红外波段量子光源的研究进展”为题发布了综述论文，对研究中红外波段量子光源的意义、中红外波段单光子源和纠缠光源的研究进展及未来发展方向进行探讨。
近红外光谱源于分子的倍频、和频，主要应用于农副产品、有机化工产品分析等方面。远红外光谱源于分子的转动和某些基团的振动，主要应用于毒品快速检测领域。中红外光谱源于分子的基频振动，在气体检测、空间长距离通信、红外热成像、光纤通信等方面颇具优势。
通过中红外波可探测的气体分子及其应用
中红外波段量子光源包括下面两种：中红外波段单光子源和纠缠光源。与强光源相比，中红外的单光子源优点为：可使军事应用更加隐秘，医学应用对人体更加安全。与单光子源相比，中红外纠缠光源优点为：测量的精度更高，可把测量精度从量子噪声极限推进至海森堡极限。当然，目前中红外量子光源也存在不足，主要是目前的技术尚不够成熟，检测成本相对于强光偏高，相关技术有待探索。随后，文章对中红外单光子源和中红外纠缠光源的研究进展进行了详述。
中红外单光子源的制备过程
中红外量子光源的研究刚刚兴起，可以预见单光子源及纠缠光源的理论和实验研究将会涌现很多成果。展望未来，中红外波的研究可能向以下３个方向发展：
（1）非线性光学晶体。需要开发效率更高、覆盖范围更广的中红外非线性光学晶体。目前最常用的PPLN晶体，仅能覆盖5μｍ以下的波段。然而，国防安全、工业监控、医疗诊断等场合需要7～12μｍ波段，因此需要开发波长覆盖7～12μｍ的非线性光学晶体。
（2）单光子探测器。目前在近红外波段性能表现最优的超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的探测效率非常低，仅2％；采用上转换模块＋硅基APD的探测效率也只有6.5％。因此，很有必要寻找高性能的探测方法。例如：采用新材料开发SNSPD；通过更高效的非线性过程，把中红外的单光子转换至近红外波段进行探测。
（３）应用场景。目前中红外量子技术的研究，主要集中于纠缠光源和单光子源开发，而拓展这些量子光源的应用场景才是最终目的。例如：将量子光源和量子探测器结合在一起，获得更高的测量精度及灵敏度、更宽的测量范围。
该项目获得：国家自然科学基金资助项目（12074299，91836102，11704290）；广东省重点实验室资助项目（GKLQSE202102）的支持，第一作者为和通讯作者均为武汉工程大学教授金锐博。
