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新型諧振器能高效生成糾纏量子對

發(fā)布時(shí)間：2024-7-17來(lái)源：青島市科學(xué)技術(shù)局點(diǎn)擊：返回列表

科技日報北京7月16日電 （記者張佳欣）據《先進(jìn)光子學(xué)》雜志上發(fā)表的一項新研究，來(lái)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體公司的研究人員，開(kāi)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)量子計算的發(fā)展，而且還為超安全通信網(wǎng)絡(luò )奠定了基礎。
集成光子學(xué)利用光子來(lái)處理和傳輸信息，是光通信領(lǐng)域的一項創(chuàng )新技術(shù)。由于其可擴展性和與現有電信基礎設施的兼容性，集成光子學(xué)長(cháng)期以來(lái)一直在量子應用領(lǐng)域占據重要地位。
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，這些量子對是構建量子網(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(lái)創(chuàng )建和控制量子狀態(tài)。具體而言，僅需使用3個(gè)標準電光器件，就能并行和獨立控制34個(gè)單量子比特門(mén)。使用集成環(huán)形諧振器，研究人員通過(guò)自發(fā)四波混合的過(guò)程成功產(chǎn)生了頻率糾纏狀態(tài)。這項技術(shù)允許量子相互作用并糾纏，而這是構建量子電路不可或缺的。
為了驗證他們的方法，研究人員對不同頻率區間的17對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。這是邁向實(shí)用量子計算的重要一步。
研究人員還建立了第一個(gè)頻域全連通的5用戶(hù)量子網(wǎng)絡(luò )。這項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，還為量子計算和安全通信的未來(lái)應用鋪平了道路。隨著(zhù)技術(shù)不斷進(jìn)步，這些集成光電子平臺有望徹底改變依賴(lài)安全數據傳輸的行業(yè)，提供前所未有的計算能力和數據安全水平。

  

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