微米和纳米科技材料

研究:用纳米光学腔实现量子网络传输

加州理工学院的工程师在量子电脑网络的研究有了一些新进展,利用位于由光组成的微观尺寸空穴——光学腔内的原子搭建量子电脑网络。

量子网络需要在网络的两个节点之间准确地传播量子信息。科学家在研究的模型之一是,利用单个原子或离子作为量子比特,通过它们的某个量子特性,比如角动量存储信息。

研究:用纳米光学腔实现量子网络传输

为了读取这种信息并传播到另一个节点,科学家利用光脉冲激活原子,导致它发出与原子形成量子纠缠对的光子。光子通过光纤,把纠缠的信息传输到远方节点。

加州理工学院的应用物理学家法朗(Andrei Faraon),造出一种纳米光子穴——一道只有10微米长、带由规律的纳米纹路的光学腔。在这个光学腔内,科学家能够激活镱离子,并有效地侦测到与其纠缠的光子,通过读取其角动量即是读取离子的角动量信息。

该研究的资助方国家科学基金会(NSF)的项目官员克罗宁(Alex Cronin)说:“这类量子信息科学基础研究的进展,是促使长远量子科技发展的重要里程碑。”

这份研究近期发表在《自然-物理学》(Nature Physics)期刊上。

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