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研究人員展示了一種新型的光子干涉效應(yīng)，可以為大規(guī)?？煽亓孔酉到y(tǒng)鋪平道路。這是在發(fā)展量子信息處理應(yīng)用的道路上又邁出了一步。
一個(gè)關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)成功地超越了之前定義的光子應(yīng)用極限。來(lái)自德國(guó)漢諾威萊布尼茨大學(xué)(Leibniz University Hannover)光子學(xué)研究所和PhoenixD卓越集群的Anahita Khodadad Kashi和Michael Kues教授博士展示了一種新的干涉效應(yīng)?？茖W(xué)家們由此證明，新的彩色編碼光子網(wǎng)絡(luò)可以被挖掘出來(lái)，并且參與的光子數(shù)量，即光粒子，可以被縮放。這一發(fā)現(xiàn)可以成為量子通信、量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算操作以及量子測(cè)量技術(shù)的新基準(zhǔn)，并且在現(xiàn)有的光通信基礎(chǔ)設(shè)施下是可行的。
這一決定性的實(shí)驗(yàn)是在漢諾威萊布尼茨大學(xué)光子學(xué)研究所和漢諾威光學(xué)技術(shù)中心新成立的 "量子光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室(QPL)"中成功進(jìn)行的。Anahita Khodadad Kashi成功地對(duì)獨(dú)立產(chǎn)生的不同顏色即頻率的純光子進(jìn)行了量子力學(xué)干涉。Khodadad Kashi檢測(cè)到了所謂的洪-歐-曼德爾效應(yīng)。
洪-歐-曼德爾干涉是量子光學(xué)的一個(gè)基本效應(yīng)，它構(gòu)成了許多量子信息處理應(yīng)用的基礎(chǔ)，從量子計(jì)算到量子計(jì)量。該效應(yīng)描述了兩個(gè)光子在空間分束器上碰撞時(shí)的行為，并解釋了量子力學(xué)干涉現(xiàn)象。
目前，研究人員已經(jīng)利用電信組件實(shí)現(xiàn)了頻率分束器，并首次在頻域內(nèi)展示了兩個(gè)獨(dú)立產(chǎn)生的光子之間的洪-歐-曼德爾效應(yīng)。與其他維度相比，如偏振(電場(chǎng)的振蕩平面)或光子的位置(空間定位)，頻率更不易受到干擾。這種方法允許靈活的可配置性和對(duì)高維系統(tǒng)的訪問，這可能會(huì)導(dǎo)致未來(lái)大規(guī)模的可控量子系統(tǒng)。
這種雙光子干擾現(xiàn)象可以作為量子互聯(lián)網(wǎng)、非經(jīng)典通信和量子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。換句話說(shuō)，該成果可用于基于頻率的量子網(wǎng)絡(luò)。新發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是，這種性能的提高可以用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，即標(biāo)準(zhǔn)光纖連接來(lái)連接互聯(lián)網(wǎng)。因此，從理論上講，未來(lái)可以在家中使用量子技術(shù)。
科學(xué)雜志《Laser & Photonics Reviews》首先發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。該研究是德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部(BMBF)資助的量子未來(lái)項(xiàng)目 "PQuMAL"(機(jī)器學(xué)習(xí)的光子量子電路)的一部分。
(原標(biāo)題：研究人員展示新型光子干涉效應(yīng) 為大規(guī)?？煽亓孔酉到y(tǒng)鋪平道路)
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