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  • 研究團隊創造了光子量子記憶效率的新記錄 使量子計算更接近現實

    作者:佚名 來源:網絡 時間:2019-06-25 10:54 閱讀:441 [投稿]
    通過將數十億個銣原子捕獲到毛發般的微小空間中來創建這樣的量子記憶 - 使用激光和磁場將這些原子冷卻到接近絕對零溫度(約0.00001 K)。

    與計算機中的記憶一樣,量子記憶是量子計算機必不可少的組成部分 - 新一代數據處理器遵循量子力學定律,可以克服經典計算機的局限性。它們可以推動基礎科學的界限,幫助創造新的藥物,解釋宇宙學的奧秘,或者利用其強大的計算能力提高預測和優化計劃的準確性。預計量子計算機比傳統計算機更快,更強大,因為信息以量子位計算 - 與傳統計算機中使用的舊單位(位)不同,它可以同時代表0和1。

    光子量子存儲器允許存儲和檢索飛行的單光子量子態。然而,這種高效量子存儲器的生產仍然是一項重大挑戰,因為它需要完美匹配的光子物質量子接口。同時,單個光子的能量太弱,很容易迷失在雜散光背景的嘈雜海洋中。長期以來,這些問題將量子記憶效率降低到50%以下 - 這是對實際應用至關重要的閾值。

    這是歷史上第一次由香港科技大學物理系杜旺旺教授和香港科技大學威廉旺納米科技研究所領導的聯合研究小組; 來自SCNU的張善超教授,畢業于香港科技大學博士研究生; 來自SCNU的YAN Hui教授和香港科技大學的前博士后研究員; 來自SCNU和南京大學的朱世良教授已經找到了一種方法,將光子量子存儲器的效率提高到85%以上,保真度超過99%。

    該團隊通過將數十億個銣原子捕獲到毛發般的微小空間中來創建這樣的量子記憶 - 使用激光和磁場將這些原子冷卻到接近絕對零溫度(約0.00001 K)。該團隊還發現了一種區分單光子和嘈雜背景光海的智能方法。這一發現使“通用”量子計算機的夢想更接近現實。這種量子存儲器也可以用作量子網絡中的中繼器,為新一代基于量子的互聯網奠定基礎。

    “在這項工作中,我們將一個飛行量子位編碼到單個光子的偏振上,并將其存儲在激光冷卻的原子中,”杜教授說。“盡管在這項工作中展示的量子記憶僅用于一個量子比特操作,但它為未來新興的量子技術和工程開辟了可能性。”

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