來自馬克斯·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)家與桑迪亞國家實驗室合作，成功地利用共振超表面在幾個不同頻率下創(chuàng)造了光子對。

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，這反過來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計算機的新加密形式。

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

泵浦光子穿過共振超表面，并在不同波長下產(chǎn)生糾纏光子對。

然而，這些效應(yīng)需要對所涉及的光子進行嚴格的動量守恒。光子必須穿過的任何材料都具有色散特性，從而阻止了動量守恒。有些技術(shù)仍然可以實現(xiàn)所需的守恒，但這些技術(shù)嚴重限制了可以產(chǎn)生光子對的狀態(tài)的多功能性。因此，盡管非線性晶體和波導(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。

一個超表面的掃描電子顯微照片