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首個(gè)可編程光學(xué)量子存儲(chǔ)器

led13535084363 ? 來源:光行天下 ? 作者:光行天下 ? 2022-10-26 15:20 ? 次閱讀

德國帕德博恩大學(xué)和烏爾姆大學(xué)研究人員合作,開發(fā)出首個(gè)可編程光學(xué)量子存儲(chǔ)器。新技術(shù)的工作原理類似于糾纏“裝配線”,其中糾纏的光子對(duì)會(huì)按順序創(chuàng)建并與存儲(chǔ)的光子結(jié)合。該研究作為“編輯推薦”發(fā)表在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。 今年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給在量子糾纏實(shí)驗(yàn)方面具有重要貢獻(xiàn)的3名科學(xué)家。量子糾纏是指在量子力學(xué)中處于糾纏態(tài)的兩個(gè)或多個(gè)粒子,即便分開很遠(yuǎn)距離,有些狀態(tài)也會(huì)表現(xiàn)得像是一個(gè)整體。而能包含多個(gè)量子粒子的糾纏系統(tǒng),在實(shí)現(xiàn)量子算法方面具有顯著優(yōu)勢,這些算法有可能用于通信、數(shù)據(jù)安全或量子計(jì)算。

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但以前,試圖糾纏兩個(gè)以上的粒子只會(huì)導(dǎo)致非常低效的糾纏產(chǎn)生。在某些情況下,如果研究人員想要將兩個(gè)粒子與其他粒子聯(lián)系起來,則需要漫長的等待,因?yàn)榇龠M(jìn)這種糾纏的互連僅以有限的概率起作用。這意味著一旦下一個(gè)合適的粒子到達(dá),光子就不再是實(shí)驗(yàn)的一部分,因?yàn)榇鎯?chǔ)量子比特狀態(tài)代表了一項(xiàng)重大的實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)。

研究人員解釋說:“我們現(xiàn)在開發(fā)了一種可編程的光學(xué)緩沖量子存儲(chǔ)器,它可在不同的模式——存儲(chǔ)模式、干涉模式和最終釋放模式之間動(dòng)態(tài)地來回切換。”

在實(shí)驗(yàn)裝置中,一個(gè)小的量子態(tài)可被存儲(chǔ),直到產(chǎn)生另一個(gè)狀態(tài),然后兩者可糾纏在一起。這使得一個(gè)大的、糾纏的量子態(tài)能夠逐個(gè)粒子地“成長”。研究團(tuán)隊(duì)使用這種方法來糾纏4個(gè)和6個(gè)粒子,使其比以前的任何實(shí)驗(yàn)都更有效率,成功率分別是傳統(tǒng)方法的9倍和35倍。 研究人員解釋說:“我們的系統(tǒng)允許逐漸建立越來越大的糾纏態(tài)——這比以前的任何方法都更快、更可靠、更有效。對(duì)我們來說,這代表了一個(gè)里程碑,使我們離有用的量子技術(shù)的大型糾纏態(tài)的實(shí)際應(yīng)用越來越近了。”新方法可與所有常見的光子對(duì)源相結(jié)合,這意味著利用該方法,其他領(lǐng)域科學(xué)家也能夠獲得幫助。

編輯:黃飛

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原文標(biāo)題:研究人員合作開發(fā)出首個(gè)可編程光學(xué)量子存儲(chǔ)器

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