Debido al efecto de confinamiento cuántico, los puntos cuánticos semiconductores autoensamblados poseen niveles de energía discretos similares a los de los átomos, lo que permite una emisión de fotones única con alta indistinguibilidad, brillo y pureza. Sus diversos estados de excitones pueden generar fotones con diferentes modos de polarización. Las estructuras micro-nano ópticas son medios efectivos para controlar las propiedades de emisión de los puntos cuánticos. Cuando un punto cuántico único está débilmente acoplado con una microcavidad óptica, el efecto Purcell mejora significativamente el rendimiento del punto cuántico como fuente de fotones individuales o pares de fotones entrelazados. Al mismo tiempo, un sistema de acoplamiento fuerte entre el punto cuántico y la microcavidad óptica puede actuar como nodo cuántico en redes ópticas cuánticas, así como para estudiar efectos ópticos no lineales a nivel de fotones individuales. El acoplamiento entre puntos cuánticos y guías ópticas permite la conversión coherente entre qubits sólidos y qubits fotónicos en vuelo, además del procesamiento y la transmisión eficiente de información, construyendo así redes ópticas integradas confiables en chip. Además, los puntos cuánticos individuales tienen un estado de espín controlable y pueden servir como portadores de qubits. Considerando que el proceso de fabricación de dispositivos con puntos cuánticos se integra fácilmente con tecnologías semiconductoras maduras, el diseño de dispositivos basados en puntos cuánticos tiene una buena escalabilidad y potencial de integración.

puntos cuánticos semiconductores autoensamblados; excitón; espín; microcavidad óptica; guía óptica