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科技日报记者 张佳欣
据《先进光子学》杂志上发表的一项新研究,来自法国纳米科学和纳米技术中心、巴黎电信公司和意法半导体企业的研究职员,开发出一种面积小于0.05平方毫米的硅基微谐振器。该谐振器能产生70多个不一样的频率通道,且通道间隔为21GHz。研究职员表示,这是集成光子学范围获得的要紧进展,不只有望推进量子计算的进步,而且还为超安全通信互联网奠定了基础。
硅基微谐振器(左,扫描电子显微图像)为21GHz频率间隔纠缠光子对提供参数宽带源,以达成频率编码的大规模量子互联网。图片来源:《先进光子学》杂志
集成光子学借助光子来处置和传输信息,是光通信范围的一项革新技术。因为其可扩展性和与现有电信基础设施的兼容性,集成光子学长期以来一直在量子应用范围占据要紧地位。
新的环形谐振器可高效生成易于操纵的频率间隔纠缠量子对,这类量子对是构建量子互联网的重点组件。该研究重点革新在于,能借助这类窄频率间隔来创建和控制量子状况。具体而言,只需要用3个标准电光器件,就能并行和独立控制34个单量子比特门。用集成环形谐振器,研究职员通过自发四波混合的过程成功产生了频率纠缠状况。这项技术允许量子相互用途并纠缠,而这是构建量子电路必不可少的。
为了验证他们的办法,研究职员对不同频率区间的17对最大纠缠量子比特进行了量子状况断层扫描,证实了量子态的保真度和相干性。这是迈向实用量子计算的要紧一步。
研究职员还打造了第一个频域全连通的5用户量子互联网。这项研究不只彰显了硅光子学在推进量子技术方面的潜力,还为量子计算和安全通信的将来应用铺平了道路。伴随技术不断进步,这类集成光电子平台有望彻底改变依靠安全数据传输的行业,提供前所未有些计算能力和数据安全水平。
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