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作者:Hiekkamki 來源:《物理評論快報》 發布時間:2021/5/5 15:48:57
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復雜形狀光子能促進未來量子技術發展

 

使用多個連續無損耗調制操縱光子空間結構方法的概念圖象。圖片來源:Markus Hiekkamki / Tampere University

隨著數字革命發展,量子計算和量子通信正在興起。通過量子現象實現的增強測量技術,以及使用新方法實現科學進步的可能性,是全世界研究人員感興趣的。

最近,美國坦佩雷大學的Robert Fickler和Markus Hiekkamki,證明了利用光子的空間形狀可以近乎完美地控制雙光子干涉。研究結果發表在《物理評論快報》上。

Hiekkamki說:“我們的報告展示了一種復雜的光塑造方法如何用一種新穎且易于調節的方式使兩個光量子相互干擾。”

單光子可以有高度復雜的形狀,已知有利于量子技術,如量子密碼、超靈敏測量,或量子增強計算任務。為了利用這些所謂的結構光子,關鍵是要讓它們干擾其他光子。

“基本上所有量子技術應用中,一個關鍵任務是提高以更復雜和可靠的方式操縱量子態的能力。在光子量子技術中,這項任務包括改變單個光子的性質,以及多個光子彼此干涉。”Fickler說。

兩位研究人員提出的方法有望構建新型線性光網絡。這為光子量子增強計算的新方案鋪平了道路。研究人員將兩個光子聚集成多個復雜的空間形狀,這是將結構化光子應用于各種量子計量和信息任務的關鍵的一步。

研究人員現在的目標是利用這種方法開發新的量子增強傳感技術,同時探索更復雜的光子空間結構,開發利用量子態計算系統的新方法。

“我們希望這些結果能夠激發人民對光子整形的基本極限進行更多研究。我們的發現還可能引發新量子技術的發展,例如改進的耐噪聲量子通信或創新的量子計算方案,這些都受益于這種高維光子量子態。”Fickler說。(來源:中國科學報 唐一塵)

相關論文信息:http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.123601

 
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