來自德國和西班牙聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)成功地以極高的精度控制了單個(gè)光量子。研究人員在Nature Communications雜志報(bào)告了他們?nèi)绾瓮ㄟ^聲波以千兆赫頻率在兩個(gè)輸出之間來回切換芯片上的單個(gè)光子。首次展示的這種方法可用于聲量子技術(shù)或復(fù)雜的集成光子網(wǎng)絡(luò)。
光波和聲波構(gòu)成了現(xiàn)代通信的技術(shù)支柱。雖然帶有激光的玻璃纖維構(gòu)成了萬維網(wǎng),但芯片上的納米級(jí)聲波以千兆赫頻率處理信號(hào),以便在智能手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦之間進(jìn)行無線傳輸。未來最緊迫的問題之一是如何將這些技術(shù)擴(kuò)展到量子系統(tǒng),以建立安全(即免竊聽)的量子通信網(wǎng)絡(luò)。
研究人員稱,光量子或光子在量子技術(shù)的發(fā)展中起著非常重要的作用。研究團(tuán)隊(duì)已成功地在拇指指甲大小的芯片上生成單個(gè)光子,然后以前所未有的精度控制它們,通過聲波精確計(jì)時(shí)。
在他們的研究中,研究人員制造了一種芯片,該芯片配備了用于光量子的微小“傳導(dǎo)路徑”,即所謂的波導(dǎo),它們僅為人的頭發(fā)絲的1/30。此外,該芯片還包含量子光源(即量子點(diǎn))。這些量子點(diǎn)只有幾納米大小,是波導(dǎo)內(nèi)的島嶼,它們以單個(gè)光子的形式發(fā)射光。量子點(diǎn)包含在芯片中,因此不必使用復(fù)雜的方法通過其他來源生成單個(gè)光子。
研究人員稱,通過使用納米級(jí)聲波,他們能在波導(dǎo)中以前所未有的速度直接在芯片上的兩個(gè)輸出之間來回切換光子。研究人員認(rèn)為該成果是混合量子技術(shù)道路上的一個(gè)里程碑,因?yàn)樗麄兘Y(jié)合了3種不同的量子系統(tǒng):量子點(diǎn)形式的量子光源、產(chǎn)生的光量子以及聲子(聲波中的量子粒子)。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:研究人員以極高的精度控制單個(gè)光量子
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