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【体育平台官网下载】激光可快速高效创建单光子

编辑:首页 来源:首页 创发布时间:2021-05-23阅读78297次
  本文摘要:据物理学家组织网4月19日报道,美国佐治亚理工学院的物理学家利用激光从超冷的铷原子气体云中激发出单个原子,开发出一种缓慢而有效地产生单个光子的新方法,未来将应用于光学量子信息处理。

据物理学家组织网4月19日报道,美国佐治亚理工学院的物理学家利用激光从超冷的铷原子气体云中激发出单个原子,开发出一种缓慢而有效地产生单个光子的新方法,未来将应用于光学量子信息处理。相关研究成果发表在当天出版的《科学快讯》(《科学》杂志较慢的网络版)。

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这个新的单光子系统为研究原子的纠缠态和磁矩波获得了贫瘠的土壤。研究人员可以非常有效地将里德堡唤醒转换成单个光子,并随时提供所需的状态,这比现有的哈密顿系统慢近一千倍。里德堡原子是一种高度激发的原子,其价电子被激发到低量子态。

它的价电子与原子非常接近,能级结构类似于氢原子。为了提供里德堡原子,研究人员使用了数百个来自激光太阳光的致密铷87原子。它们都被激光加热并允许进入光学晶格。

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激光太阳光会将铷原子气体云中的单个原子转化为类似电离的里德堡态。当原子处于这种高度唤醒状态时,它会在10微米到20微米的范围内再次与其他里德堡原子相互作用。通过改变单个里德堡原子的能级,并在其周围保持适当的空间,可以防止额外的原子转化为里德堡态。一旦制造出高度诱发性的原子,科学家就可以使用额外的激光场将诱发转化为具有某些统计特性的量子光场。

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因为场是由单个里德堡原子分解的,所以只包含一个光子,可以作为多种协议使用,对于量子信息系统等领域的研究也非常重要。研究人员回应说,在第一个实验中,分解的单光子的性能与其他类型的单光子一样高。

随着效率和生产率的进一步提高,以及与长寿命量子存储器的集成,这种单光子源可能实现光量子的信息处理。在下一步中,研究小组将专注于开发两个光场之间的光子量子门。

如果进展顺利,他们将反对制造原子和光的简单纠缠态,这将为量子网络和量子计算增加有价值的性能。


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