單光子與量子理論-tft每日頭條

單光子與量子理論

生活更新时间:2024-12-29 01:42:57

單光子與量子理論?來源：科技日報科技日報合肥3月23日電（記者吳長鋒）記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊史保森教授、丁冬生教授與南京大學夏可宇教授合作，利用室溫下的原子系統實現了超越磁光效應的百兆赫茲帶寬單光子非互易傳輸該研究成果于2021年3月19日在線發表在國際知名期刊《科學進展》上，今天小編就來說說關于單光子與量子理論?下面更多詳細答案一起來看看吧!

單光子與量子理論

來源：科技日報

科技日報合肥3月23日電（記者吳長鋒）記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊史保森教授、丁冬生教授與南京大學夏可宇教授合作，利用室溫下的原子系統實現了超越磁光效應的百兆赫茲帶寬單光子非互易傳輸。該研究成果于2021年3月19日在線發表在國際知名期刊《科學進展》上。

實現單光子非互易傳輸的器件是量子計算和量子網絡的基本元件之一，涉及時間反演對稱破缺和非厄米動力學等原理。簡單講，非互易傳輸就是控制信号的單向傳輸，許多實際的物理過程中都涉及了信号的單向傳輸，比如電子在二極管中的傳輸。同樣，單光子信号的非互易傳輸在量子信息處理過程中也具有重要應用，目前是量子信息領域中的重要課題之一。光學非互易傳輸傳統上可以通過材料的磁光效應實現，然而受強磁場的影響，這種非互易器件很難集成化、小型化，因此無需外加磁場能夠超越磁光效應的光非互易器件對于光子集成體系顯得尤為重要。盡管近些年來，研究人員陸續提出了各種無磁非互易的方案，然而實現真實單光子非互易器件仍然具有很大的挑戰。

史保森教授、丁冬生教授等人一直緻力于光與原子的相互作用的研究，利用克爾非線性效應在實驗上實現了無腔的光學隔離器和環形器，證明了利用熱原子氣室可以實現弱光下的四通道光學環形器。在此基礎上，他們開展了單光子條件下的非互易研究：利用冷原子系統産生了标記單光子，并将單光子作為信息載體入射到熱原子隔離器，基于電磁感應透明和拉曼躍遷兩種機制實現了真實單光子的雙向非互易傳輸，隔離度為22.5 /-0.1dB，帶寬達數百兆赫茲。除此之外，他們還實現了多頻段複用的光學非互易，從而拓展了可實現非互易的信号頻段範圍。

該實驗研究利用常見的多普勒效應，具有普适性，并且由于熱原子汽室本身不涉及磁場，器件簡易，易于實現小型化、集成化，因此該結果在實際可集成化的經典和量子信息處理過程中具有潛在應用價值。

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