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多個單光子間量子干涉獲證

發(fā)布時間：2024-4-24來源：青島市科技局點擊：返回列表

科技日報北京4月22日電 （記者張佳欣）由奧地利維也納大學(xué)菲利普·瓦爾特領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究團隊在量子技術(shù)方面取得重大突破：成功利用一種新型資源高效平臺展示了多個單光子之間的量子干涉。發(fā)表在最新一期《科學(xué)進展》上的這項研究代表了光學(xué)量子計算領(lǐng)域的一大進步，為開發(fā)更具擴展性的量子技術(shù)鋪平了道路。
 
光子之間的干涉是量子光學(xué)中一種基本現(xiàn)象，是光量子計算的關(guān)鍵。它涉及利用光的特性（例如波粒二象性）來誘導(dǎo)干涉圖案，使編碼和處理量子信息成為可能。
 
傳統(tǒng)的多光子實驗通常采用空間編碼，即在不同的空間路徑上操縱光子來誘導(dǎo)干涉。然而，這些實驗需要復(fù)雜的設(shè)置和眾多組件，耗費大量資源，并且在規(guī)模上具有挑戰(zhàn)性。
 
相比之下，由維也納大學(xué)、意大利米蘭理工大學(xué)和比利時布魯塞爾自由大學(xué)科學(xué)家組成的國際團隊選擇了一種基于時間編碼的方法。這項技術(shù)操縱的是光子的時間域，而不是它們的空間統(tǒng)計信息。
 
為了實現(xiàn)該方法，他們在維也納大學(xué)克里斯蒂安多普勒實驗室開發(fā)了一種使用光纖環(huán)路的創(chuàng)新架構(gòu)。這種設(shè)計可以重復(fù)使用相同的光學(xué)元件，從而以最少的物理資源實現(xiàn)高效的多光子干涉。
 
論文第一作者洛倫佐·卡洛西尼解釋說，在實驗中，他們觀察到了多達8個光子之間的量子干涉，超過了大多數(shù)現(xiàn)有實驗的規(guī)模。由于該方法的多功能性，干涉圖案可以重新配置，實驗的規(guī)模也可以調(diào)整，同時光學(xué)設(shè)置還不會改變。
 
實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的空間編碼方法相比，新方法所實現(xiàn)的架構(gòu)具有更高的資源效率，為更廣泛使用、易于訪問和可擴展的量子技術(shù)打開了大門。 

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