随着量子计算机技术发展，传统通信系统安全性面临挑战。量子通信作为应对方案，其关键组件单光子源的效能直接影响系统表现。传统方法中，单光子发射器置于光纤外，光子需引导进入光纤，导致高传输损耗。为提升效率，日本东京理科大学物理系副教授Kaoru Sanaka领导的研究团队，开发出一种高效的光纤耦合单光子源，可直接在光纤内部产生单光子。

该团队通过制备掺杂钕离子(Nd 3+)的二氧化硅光纤，并利用热拉工艺将其制成锥形，实现了对单个Nd 3+离子的选择性激发。在室温下，使用泵浦激光器激发离子，产生单光子并直接进入光纤导模。研究人员通过自相关分析方法验证了单光子的产生和有效传导，并证实光纤锥度变化不影响离子光学特性。新方法在光子收集效率上显著优于非选择性激发方法，且从光纤两侧收集时效率更高。

Sanaka博士指出，该方法成本低廉、波长可选，易于集成到光纤通信网络中，且在室温下运行，为下一代全光纤集成量子通信网络提供了有力候选。此外，该方法还可为量子计算技术提供动力，通过在同一光纤内操作多个隔离离子，开发多量子比特处理单元，实现量子比特编码协议。

更多信息： Kaito Shimizu 等人，光纤中单个稀土离子的选择性激发，《光学快报》(2025 年)。期刊信息： Optics Express