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利用光纖網絡實現量子信息傳輸更近一步

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發布時間:2019-12-11  來源: 新華網

  人們通常認為,量子技術利用了統轄粒子行為的量子力學原理,其過于脆弱而無法與我們日常常用的電子設備共存。但據物理學家組織網9日報道,美國芝加哥大學的科學家最近宣布:量子態可被集成在由碳化硅制成的常用電子設備內并被很好地控制。最新研究讓利用光纖網絡實現量子信息傳輸更近了一步。

  在發表于《科學》與《科學進展》上的兩篇論文中,最新研究首席研究員、量子技術先驅大衛·奧沙隆帶領的團隊證明,他們可以用電控制嵌入碳化硅內的量子態。與科學家在量子實驗中通常需要使用超導金屬或鉆石等奇特材料相比,最新突破或許提供了一種更方便地設計和構建量子電子設備的方法。

  奧沙隆指出,這些位于碳化硅內的量子態有一個獨到之處:可以發射波長接近電信頻段光的單個粒子(光子):“使這些光子非常適合通過光纖網絡進行長距離傳輸,目前,全球90%的數據由這些光纖網絡傳輸。”

  此外,與現有電子設備結合使用時,這些光子可以獲得新特性。例如,在一篇論文中,團隊創建出了所謂的“量子調頻收音機”。與將音樂傳輸到汽車收音機的方式一樣,量子信息可以在極長距離內傳輸。

  此外,在刊載于《科學》雜志的論文中,研究團隊解決了量子技術中普遍存在的一個問題:噪音。

  這一論文作者克里斯·安德森說:“所有半導體器件都有雜質,在量子尺度上,這些雜質會創建嘈雜的電環境,從而擾亂量子信息,這也是量子技術領域一個普遍存在的問題。”但他們借助二極管,讓量子信號沒有噪音并幾乎完全穩定。

  目前,奧沙隆團隊正致力于將量子力學的奇特性質與經典半導體技術相結合。他說:“這使我們向實現能在光纖網絡中存儲和分配量子信息的系統邁進了一步。這種量子網絡將帶來新穎的技術,最終讓我們創建出無法破解的通信通道、實現單電子態的隱形傳送和量子互聯網。”(記者劉霞 來源:科技日報)

編輯:陳小春
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