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  • 麻省理工实现为“量子计算”生成高质量单光子

    作者:佚名 来源:博科园 时间:2019-05-16 13:48 阅读:4153 [投稿]
    麻省理工学院的研究人员设计出一种方法,能在室温下产生更多携带量子信息的单光子,这种设计为实用量子计算机的发展带来了希望。

    光子不可分辨性是测量光子干涉能力的一种方法。因此,模拟它们在实际量子计算中的应用是一个有价值的度量标准。即使在光子干涉之前,由于无法分辨,也可以指定光子干涉的能力。如果我们知道这种能力,就能计算出如果他们把它用于量子技术,比如量子计算机、通信或中继器,会发生什么。在研究人员的系统中,一个小空腔附着在一个发射器上,这在研究中是钻石的一种光学缺陷,被称为“硅空位中心”:一个硅原子取代了钻石晶格中的两个碳原子。由缺陷产生的光被收集到第一个腔中,由于光聚焦结构,光子被提取的速率非常高。


    然后纳米特性将光子导入第二个更大的腔。在那里,光子在一段时间内来回反弹。当它们达到高不可分辨性时,光子通过一个由连接腔和波导的孔洞形成部分反射镜排出。重要的是,这两种腔体都不需要像传统腔体那样满足严格的效率设计要求,也不需要像传统腔体那样难以区分。传统腔体被称为“质量因子(Q-factor)”。q因子越高,光腔内的能量损失越小。但是具有高q因子的腔体在技术上具有挑战性。在这项研究中,耦合腔产生的光子质量比单腔系统都要高。即使它的Q因子大约是单腔系统质量的百分之一,它们也可以达到同样的不可分辨性,效率是单腔系统的三倍。根据应用程序的不同,可以对空腔进行调优,以优化效率和不可辨别的特性,并考虑Q因子上的任何约束。这一点很重要,因为目前在室温下运行的排放物在质量和性能上可能存在很大差异。接下来,研究人员正在测试多腔的极限理论。再多一个腔仍然可以有效地处理初始提取,但随后将与多个腔相连接,使不同大小的光子达到某种最佳的不可分辨性。但是很有可能会有一个限制,对于两个腔,只有一个连接,所以它是有效的。但如果有多个腔,多个连接可能会使其效率低下,研究人员现在正在研究用于量子计算空腔的基本极限。


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