記者3月21日從中國科學技術大學獲悉,該校潘建(jiàn)偉院士及同事包小(xiǎo)輝、江曉等在國(guó)際上首次(cì)實現了不同顏色獨立光子間的量(liàng)子糾纏,解決了量子網絡中如何在不同頻率終端(duān)間進行糾纏連接這一難題。該成果(guǒ)以編輯推薦論文的形式發表在最新一期(qī)《物理評論快報》上,美國(guó)物理學會《物理(lǐ)?觀點》欄目也對該成果(guǒ)進(jìn)行了(le)專題報道。
量子(zǐ)糾纏(chán)是量(liàng)子信(xìn)息科學中的重(chóng)要資源。以往實驗上有很多方法可產生糾纏光(guāng)子,不過通過這些方(fāng)法隻能局域地產生光子間的量子糾(jiū)纏(chán)。然而在量子網絡(luò)等應用中需要將來自不同光源的獨立光子糾纏起來,進而實現多個終端(duān)間的糾纏連接(jiē)。
目前雙光子幹涉是實(shí)現(xiàn)獨立光子間量子糾纏的最主要方(fāng)法。不過雙光子(zǐ)幹涉對(duì)入射光子有著非常嚴格(gé)的要求,即隻有當兩個光子具有同樣的顏色(頻率(lǜ))時,才可以通過雙光子幹涉來產生量子糾纏。然而在量子網絡中很多原因會導致不同(tóng)終端發射的單光子具有不同的顏色,且即(jí)使(shǐ)原本頻率一致的單光子也會由於平(píng)台的高速運動導(dǎo)致其(qí)頻率發生移動。因此,如何在不(bú)同頻率的獨立(lì)光子間建立量子糾纏成為(wéi)可升級量子網絡進(jìn)一步發展所急(jí)需解決的關鍵問題之一。
潘建偉小組在(zài)此研究工作中首次提出可采用時間分辨測量與主動相位反(fǎn)饋相結合的方法來實現不同頻率光子間的量子糾纏,並利用該小(xiǎo)組近年來發展的窄帶量子(zǐ)光源平台對此理論方案進行了(le)實驗演示,成功地實現了(le)將頻率相差為(wéi)80兆赫(hè)(MHz)的兩個(gè)獨立光子糾纏起來,該頻率差別超(chāo)過了每(měi)個(gè)入射光子各自頻率寬度的16倍之多。
這一研究(jiū)成果將在(zài)未來可升級量子網絡中(zhōng)有重要應用,可用於解決不同量子點間、不同NV色心間,以及不同物理體係間等因具有(yǒu)不同的躍遷頻率而難以進行糾纏連接的困(kùn)難。
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