研究人員展示新型光子干涉效應為大規模可控量子系統鋪平道路

2021-03-30 09:34:50來源：cnBeta 關鍵詞：量子系統新型光子干涉效應閱讀量：24308

導讀：研究人員展示了一種新型的光子干涉效應，可以為大規模可控量子系統鋪平道路。這是在發展量子信息處理應用的道路上又邁出了一步。

　　研究人員展示了一種新型的光子干涉效應，可以為大規模可控量子系統鋪平道路。這是在發展量子信息處理應用的道路上又邁出了一步。

　　一個關鍵的實驗成功地超越了之前定義的光子應用極限。來自德國漢諾威萊布尼茨大學(Leibniz University Hannover)光子學研究所和PhoenixD卓越集群的Anahita Khodadad Kashi和Michael Kues教授博士展示了一種新的干涉效應。科學家們由此證明，新的彩色編碼光子網絡可以被挖掘出來，并且參與的光子數量，即光粒子，可以被縮放。這一發現可以成為量子通信、量子計算機的計算操作以及量子測量技術的新基準，并且在現有的光通信基礎設施下是可行的。

　　這一決定性的實驗是在漢諾威萊布尼茨大學光子學研究所和漢諾威光學技術中心新成立的 "量子光子學實驗室(QPL)"中成功進行的。Anahita Khodadad Kashi成功地對獨立產生的不同顏色即頻率的純光子進行了量子力學干涉。Khodadad Kashi檢測到了所謂的洪-歐-曼德爾效應。

　　洪-歐-曼德爾干涉是量子光學的一個基本效應，它構成了許多量子信息處理應用的基礎，從量子計算到量子計量。該效應描述了兩個光子在空間分束器上碰撞時的行為，并解釋了量子力學干涉現象。

　　目前，研究人員已經利用電信組件實現了頻率分束器，并首次在頻域內展示了兩個獨立產生的光子之間的洪-歐-曼德爾效應。與其他維度相比，如偏振(電場的振蕩平面)或光子的位置(空間定位)，頻率更不易受到干擾。這種方法允許靈活的可配置性和對高維系統的訪問，這可能會導致未來大規模的可控量子系統。

　　這種雙光子干擾現象可以作為量子互聯網、非經典通信和量子計算機的基礎。換句話說，該成果可用于基于頻率的量子網絡。新發現的另一個顯著特點是，這種性能的提高可以用現有的基礎設施，即標準光纖連接來連接互聯網。因此，從理論上講，未來可以在家中使用量子技術。

　　科學雜志《Laser & Photonics Reviews》首先發表了這項研究成果。該研究是德國聯邦教育和研究部(BMBF)資助的量子未來項目 "PQuMAL"(機器學習的光子量子電路)的一部分。

　　(原標題：研究人員展示新型光子干涉效應為大規模可控量子系統鋪平道路)

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