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光子量子网千晴络发展中的色光粒子效应

物理学 2021-10-29 23:58:52

汉诺威莱布尼茨大学 该图显示了量子力学干涉,也称为洪-欧-曼德尔效应:一个黄色和一个橙色光子从右边击中一个混频器(白色条),并总是以相同的颜色一起出现,这里是两个黄色光子

信用:迈克尔·库伊斯/阿纳希塔·科达达·卡希 这是开发量子信息处理应用的又一步:一项关键实验成功地超越了先前定义的光子应用极限

阿纳希塔·科达达·卡希和教授

医生

来自光子学研究所和德国汉诺威莱布尼茨大学卓越中心的迈克尔·库斯展示了一种新的干涉效应

因此,科学家们已经表明,新的颜色编码光子网络可以被挖掘,并且涉及的光子数量可以被缩放

“这一发现可以在量子通信、量子计算机的计算操作以及量子测量技术中实现新的基准,并且在现有的光通信基础设施中是可行的,”库斯说

决定性的实验是在新成立的光子学研究所量子光子学实验室(QPL)和汉诺威莱布尼茨大学汉诺威光学技术中心成功进行的

阿奈塔·科达达·卡希成功地通过量子力学干涉独立产生了不同颜色的纯光子

e

,频率

Khodadad Kashi检测到一种所谓的红欧曼德尔效应

洪欧曼德尔干涉是量子光学的一个基本效应,它构成了许多量子信息处理应用的基础——从量子计算到量子计量

该效应描述了两个光子在空间分束器上碰撞时的行为,并解释了量子力学干涉现象

研究人员现在已经利用电信元件实现了一个频率分束器,并首次在频域中演示了两个独立产生的光子之间的洪-欧-曼德尔效应

与极化(电场的振荡平面)或光子位置(空间定位)等其他维度相比,频率更不容易受到干扰

“我们的方法允许灵活的可配置性和对高维系统的访问,这可能会在未来导致大规模可控量子系统,”库斯说

这种双光子干涉现象可以作为量子互联网、非经典通信和量子计算机的基础

换句话说,这个结果可以用于基于频率的量子网络

这项新发现的另一个显著特点是,性能的提高可以用于现有的基础架构,即

e

用于连接互联网的标准光纤连接

因此,量子技术在国内的应用在理论上有可能在未来实现

阿纳希塔·科达达·卡希(左)和教授的发现

医生

汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所和卓越中心的迈克尔·库斯(右)可以使量子信息处理应用更加健壮

信用:Sonja Smalian/PhoenixD “我很高兴我们的实验能够在频域证明洪-欧-曼德尔效应,”Khodadad Kashi说

这位研究员在完成电气工程硕士学位后于2019年搬到汉诺威,在德黑兰的伊朗科技大学专攻光子学

从那以后,她加强了教授

库斯的七人小组

自2019年春天以来,库斯一直是汉诺威莱布尼茨大学的教授,他正在研究利用卓越集群PhoenixD中的微型和纳米光子学开发光子量子技术

今后,喀什和库斯将继续进行光谱洪欧曼德尔干涉的研究

“我想扩展目前的实验,利用量子信息处理的演示效果,”科达达·卡希说

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