复杂形状的光子将促进未来的量子技术
单光子可以具有高度复杂的形状，这对于量子技术（例如量子密码技术，超灵敏测量或量子增强的计算任务）是有益的。
 随着数字革命已成为主流，量子计算和量子通信在该领域的关注度迅速上升。量子现象使增强的测量技术以及使用新方法的科学进步的可能性，引起了全世界研究人员的特别关注。 最近，坦佩雷大学的两位研究人员，罗伯特·菲克勒（Robert Fickler）助理教授和博士研究员马库斯·希卡马基证明，可以使用光子的空间形状以近乎完美的方式控制双光子干涉。他们的研究发现最近发表在著名的《物理评论快报》上。  使用多个连续无损耗调制来操纵光子的空间结构所使用方法的概念图 马库斯·希卡马基解释说：“我们的报告显示了如何使用复杂的光整形方法使两个量子光以新颖且易于调整的方式相互干扰。” 单光子（光的单位）可以具有高度复杂的形状，这对于量子技术（例如量子密码技术，超灵敏测量或量子增强的计算任务）是有益的。为了利用这些所谓的结构化光子，使它们干扰其他光子至关重要。 “基本上所有量子技术应用中的一项关键任务是以更复杂和可靠的方式提高操作量子态的能力。在光子量子技术中，这项任务涉及改变单个光子的特性以及相互干扰多个光子。” 该大学实验量子光学小组的负责人罗伯特·菲克勒（Robert Fickler）说。 线性光学有希望为量子通信带来解决方案 ​从高维量子信息科学的角度来看，所展示的发展尤其有趣，在高维量子信息科学中，每个载波使用了不止一个比特的量子信息。这些更复杂的量子态不仅可以将更多的信息编码到单个光子上，而且在各种情况下都具有更强的抗噪声能力。​ ​两位研究人员提出的方法有望构建新型线性光网络。这为光子量子增强计算的新方案铺平了道路。 马库斯·希卡马基继续说：“我们的实验证明，将两个光子聚集成多个复杂的空间形状是将结构化光子应用于各种量子计量和信息任务的关键的下一步。” ​​研究人员现在的目标是利用这种方法开发新的量子增强传感技术，同时探索更复杂的光子空间结构，并为使用量子态的计算系统开发新方法​。 “我们希望这些结果能够激发对光子整形的基本极限进行更多的研究。我们的发现也可能触发新的量子技术的发展，例如改进的耐噪声量子通信或创新的量子计算方案，这些都受益于这种高维光子量子态。”罗伯特·菲克勒（Robert Fickler）补充说。 相关链接：https://phys.org/news/2021-05-complex-photons-boost-future-quantum.html |
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