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量子计算机网络新进展,微波、光波信号转换获突破

2019年10月21日8:17 环球解密

    一份新研究称,在量子信息以微波和光波形式传播之间的转换技术上有了两项新的进展。

    多数前沿的量子技术,包括超导量子比特和量子点(Quantum Dot),都通过微波形式的光子传递信息。这种方式虽然在量子可控性方面表现出色,可是信息传输的距离很短,仅限于几厘米的范围。

    与此同时,量子通信领域则在光学电信频段传输信息方面有着不错的进展,基于光纤的量子网络传输信息的距离可达到上千公里。

    “为了把相距很远的量子计算机连成量子互联网,实现量子信息在微波和光波之间互相转换,这很重要。”研究者之一荷兰代尔夫特工业大学(TU Delft)的格罗布歇(Simon Groeblacher)说,“这不仅在量子领域,对传统光学和电子信号之间高效、低噪音的转换也是相当有意思的应用。”

    这份研究在两方面改进了这种转换技术。

    一是在量子基态下进行信号转换,研究者发现,这大幅减小了热力噪音的干扰。

    另一位主要作者福斯(Moritz Forsch)介绍说,其它研究已探索了一些实现的方式,比如把信号与机械振荡器连接就是一种不错的办法。可是这种方法会带来较显着的背景热力误差。

    于是这份研究尝试将振荡器冷却到量子基态的温度下进行系统初始化,让热力干扰对转换的影响减小到最低。

    再者,研究者使用一种全新的压电材料——磷化镓(GaP)制造这种机械振荡器。压电材料通过机械压力的方式产生电场,对于量子信息在不同方式传播的转换可能具有很好的前景。

    这份研究本月发表在《自然-物理学》(Nature Physics)和《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

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