單光子源，是在電、激光等任何外界條件的激發(fā)下，自發(fā)輻射壽命期間只發(fā)射出一個光子，前后發(fā)射的光子之間存在發(fā)射時間間隔的系統(tǒng)。單光子源是應用在量子通信、量子計算領域的技術。
量子通信是安全級別高的大容量信息傳輸技術，可廣泛應用在軍用與民用領域。量子通信的核心技術包括三個：單光子源、單光子檢測、量子編碼和傳輸。為保證量子通信的安全性，每個脈沖中僅包含一個光子的單光子源在通信過程中不會被攻擊，因此單光子源是量子通信的核心技術之一。
根據(jù)新思界產業(yè)研究中心發(fā)布的
《2022-2026年單光子源行業(yè)深度市場調研及投資策略建議報告》顯示，在量子通信技術中，量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)是兩個主要研究方向，現(xiàn)階段，量子密鑰分發(fā)已經(jīng)實現(xiàn)應用，量子隱形傳態(tài)研究還在不斷深入，但在這兩種技術中，單光子源的質量均會對通信安全性造成影響，由此來看，單光子源是量子通信最基礎、最關鍵的組成部分，極具有研究價值。
可實現(xiàn)單光子源的技術主要有強衰減激光脈沖、參量下轉換單光子源、量子點單光子源、納米天線單光子源等。
現(xiàn)階段，一般是通過強烈弱光脈沖衰減得到光子源，盡量提升每個脈沖僅包含一個光子的幾率，降低每個脈沖中包含兩個以上光子以及不含光子的幾率，受技術限制無法得到嚴格意義上的單光子源，這使得量子通信依然存在安全風險，并降低了信息傳輸效率，除此之外，單光子源沿特定方向高效發(fā)射也存在瓶頸問題，因此單光子源技術研究還在不斷深入。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國量子通信理論技術研究與產業(yè)化發(fā)展迅速，2016年8月，我國發(fā)射全球首顆量子科學試驗衛(wèi)星“墨子號”，首次實現(xiàn)衛(wèi)星與地面之間量子通信連接；2016年11月，國家量子通信骨干網(wǎng)“京滬干線”項目合肥至上海段順利開通。在此背景下，單光子源研究步伐也在不斷加快。
在我國，中國科學技術大學在量子通信技術研究領域處于領先水平，首創(chuàng)了脈沖共振熒光方法，利用微腔耦合提高單光子提取效率，并通過雙色激發(fā)和極化腔方案解決了單光子由于極化損耗而至少損失50%的難題；2021年7月，中國科技大學宣布成功實現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)。
由以上分析來看，我國在實現(xiàn)覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡方面技術實力不斷增強，未來量子通信產業(yè)規(guī)模有望持續(xù)擴大，相關元器件與設備的需求將持續(xù)增長，單光子源作為量子通信的關鍵元器件之一，未來發(fā)展空間將不斷增大。
