量子物理学的里程碑:把光存进“手提箱”
信息内容的储存和传送是一切测算系统软件的基础构成部分,量子计算机系统软件都不除外,光量子信息内容的可控控制、储存和载入,针对量子通信和测算的发展趋势尤为重要。
假如我们要从量子通信和测算的速率和安全系数中获利,那麼大家就必须搞清楚如何把量子科技数据转移。
目前的方式是:应用光来储存数据信息做为颗粒状态图,利用电子光学量子科技储存器储存和传送光。殊不知,针对量子通信,光并不是非常容易被“捕获”的,用尽来传送数据不是受操纵的,一般光会遗失。
法国美因茨大学的科学家Patrick Windpassinger专家教授解决了这一难点,她们选用磁感应诱发全透明(EIT)技术性技术性,取得成功地演试了利用冷87Rb原子,完成了在1.2毫米间距(超过存储介质规格的间距)上储存光的积极可控传送,用电子光学输送带将包括暗态极化子(DSP)的全部结合传输毫米,最终将光单脉冲再次载入出去。她们早已证实,可控的运送全过程以及动力学模型对储存的光的特性危害不大。科学研究工作人员应用冷87Rb原子做为光的存储介质,以完成高质量的储存高效率和寿命长。这一成效将为将来量子计算机和量子通信打下基础。
该成效以”Controlled Transport of Stored Light”题,发布在Physical Review Letters。
Patrick Windpassinger说:“大家把光放到小箱子里存储,仅仅大家的小箱子是由一团冷原子云组成的。大家把这个小箱子移了一小一段距离,随后又把光拿出来。这不但对物理十分有趣,对量子通信也很趣味,由于光并不是非常容易被‘捕获’的,假如你要以可控性的方法将其传送到别的地区,它一般会遗失。”
彩色图库:Veer
此项工作中利用了电流的磁效应全透明(EIT)技术性,在这类技术性中,原子能够做为储存设备来捕获和投射光单脉冲。入射角单脉冲被捕获并相关投射,以造成存储介质的团体激起,产生强藕合的光-化学物质准颗粒,即暗态极化子(DSPs)。因为这一全过程是可逆性的,应用操纵光线能够开启和关掉存储介质的清晰度,进而从物质中储存和载入光。
图1铷-87原子超低温真空泵急冷试验
彩色图库:Windpassinger group
构建如图2所显示的试验系统软件,根据激光器直射在磁光阱(MOT)中的冷87Rb原子,并根据两束反向传播的810nm圆偏振光,把他们迁移到一个鲜红色失谐的电子光学晶格常数中。强藕合一般必须光线的密不可分聚焦点,但比较有限的瑞利范畴会造成 藕合间距短,因此 选用在准一维光波导入的中(或周边)捕获竖向拓宽的原子试品来防止,如空芯光子晶体光纤线(HC-PCF)。顺着晶格常数轴总宽为1.2毫米的虏获原子系综,能够根据互相去谐晶格常数束中间的頻率而传送到HC-PCF中。检测光线(Ωp)和操纵光线(Ωc)在分色镜处与晶格常数光线重合,全部光线都细心地藕合到HC-PCF的横模上。
图2试验系统软件构建检测
彩色图库:PHYSICAL REVIEW LETTERS125, 150501 (2020) Fig.1
试验結果获得较大 储存高效率为11%(储存時间T=5 μs时),与别的根据光纤线的系统软件非常;储存使用寿命为3.1ms,比别的根据HC-PCF的系统软件汇报的使用寿命大3个量级。因为观查到的储存使用寿命超过大家一般必须将原子试品运输到比试品规格自身更高的间距的時间,他们足够证实传送储存光的定义。
除开效率高、寿命长的储存以外,针对量子通信互联网和分布式系统量子计算机来讲,量子信息在室内空间分离出来的部位中间的传送是尤为重要的优点。
该精英团队的下一步总体目标是全面提高其系统软件的储存工作能力,并提升 其可运作的间距。这一成效能够拓展到“真实的”量子科技记忆力行业,将明确提出的定义拓展到更长的传送间距,提升储存一部分的总数,这将容许开发的量子科技机器设备,比如具备单独读写能力一部分的光运动场储存器,这在未来是很有可能的。
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