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新型諧振器能高效生成糾纏量子對(duì)

發(fā)布時(shí)間：2024-07-17 00:00:00來源：青島市科學(xué)技術(shù)局點(diǎn)擊：0 返回列表

科技日?qǐng)?bào)北京7月16日電（記者張佳欣）據(jù)《先進(jìn)光子學(xué)》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究，來自法國納米科學(xué)和納米技術(shù)中心、巴黎電信公司和意法半導(dǎo)體公司的研究人員，開發(fā)出一種面積小于0.05平方毫米的硅基微諧振器。該諧振器能產(chǎn)生70多個(gè)不同的頻率通道，且通道間隔為21GHz。研究人員表示，這是集成光子學(xué)領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展，不僅有望推動(dòng)量子計(jì)算的發(fā)展，而且還為超安全通信網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

集成光子學(xué)利用光子來處理和傳輸信息，是光通信領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。由于其可擴(kuò)展性和與現(xiàn)有電信基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性，集成光子學(xué)長期以來一直在量子應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)重要地位。

新的環(huán)形諧振器可高效生成易于操縱的頻率間隔糾纏量子對(duì)，這些量子對(duì)是構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組件。該研究關(guān)鍵創(chuàng)新在于，能利用這些窄頻率間隔來創(chuàng)建和控制量子狀態(tài)。具體而言，僅需使用3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電光器件，就能并行和獨(dú)立控制34個(gè)單量子比特門。使用集成環(huán)形諧振器，研究人員通過自發(fā)四波混合的過程成功產(chǎn)生了頻率糾纏狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)允許量子相互作用并糾纏，而這是構(gòu)建量子電路不可或缺的。

為了驗(yàn)證他們的方法，研究人員對(duì)不同頻率區(qū)間的17對(duì)最大糾纏量子比特進(jìn)行了量子狀態(tài)斷層掃描，證實(shí)了量子態(tài)的保真度和相干性。這是邁向?qū)嵱昧孔佑?jì)算的重要一步。

研究人員還建立了第一個(gè)頻域全連通的5用戶量子網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)研究不僅彰顯了硅光子學(xué)在推進(jìn)量子技術(shù)方面的潛力，還為量子計(jì)算和安全通信的未來應(yīng)用鋪平了道路。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，這些集成光電子平臺(tái)有望徹底改變依賴安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)男袠I(yè)，提供前所未有的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)安全水平。

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