波蘭華沙大學物理系的科學家觀察到一種層狀二維材料 ZnPS3 的單光子發射。這項研究展示了低維材料在量子信息科學中應用的重要一步，並涉及新加坡國立大學和荷蘭拉德佈德大學的研究人員。量子計算被認為是計算的下一個前沿。目前正在開發中的量子計算機，當其商業化進入大規模生產時，將使當今最快的超級計算機顯得如同過時的計算器。多項實驗顯示，量子計算機在幾秒鐘內完成的計算，超級計算機則需要幾十年才能完成。
這一切都得益於其基礎技術。相較於使用二進制位，量子計算機使用量子位（qubits），這使得它們能夠在 0 和 1 之間存儲多個值。在計算過程中，量子計算機可以利用這些值並行進行計算，從而使其速度比使用二進制位的傳統計算機快上數倍。
ZnPS3 材料在量子計算中的應用潛力
量子計算的潛力使得創業公司和大學都在尋找可用作量子位的材料。目前大多數方法需要將材料冷卻至接近絕對零度的温度，以便能夠觀察和操縱量子態。雖然這適用於研究環境，但若要實現量子計算的擴展，材料必須在常温下可用。鑽石中的顏色中心已被廣泛研究，並在量子系統中顯示出良好的前景。然而，二維範德華層狀晶體的出現揭示了鑽石的不足之處。二維晶體可以輕易轉移並放置在任何基材上，實現對微型電路、矽晶片甚至光纖的無縫整合。
這種多功能性的一大優勢在於，能夠在單一晶片上設計多組件電路，為集成量子處理器鋪平道路。
華沙大學的研究人員調查了鋅磷三硫化物（ZnPS3）的薄片，該材料的厚度在納米級別。該材料具有 3.63 eV 的寬帶隙。如此寬的帶隙需要大量能量才能使其電子自由，這使得其能在更高的電壓和温度下運行，並使處理器能在更高頻率下運行而不會有顯著的能量損失。帶隙較大的材料需要較小的冷卻系統，並且可以比基於矽的硬件進一步縮小。當研究人員用激光激發該材料時，其晶體晶格結構中的點缺陷產生了一束光子。
這些光子高度偏振，這在量子密碼學等方法中是一個有用的特性。然而，他們工作的主要部分涉及確定允許單光子發射的微觀機制。研究人員的假設是，單個磷原子的空位是光子發射的源頭。研究結果已發表於期刊《ACS Nano》中。