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科學(xué)家研制出單光子路由器能作為未來(lái)量子信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)

發(fā)布:cyqdesign 2011-08-25 10:37 閱讀:4453
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,瑞典和西班牙科學(xué)家聯(lián)合研制出首塊在單光子層面工作的路由器,其由一個(gè)“人造原子”制成,他們還成功演示了內(nèi)嵌于一條傳輸線中的該路由器如何將單個(gè)光子從一個(gè)輸入端口運(yùn)送至兩個(gè)輸出端口中的一個(gè)?茖W(xué)家們表示,這種單光子路由器未來(lái)能作為量子信息網(wǎng)絡(luò)中的量子節(jié)點(diǎn),為其提供基本的數(shù)據(jù)處理和路由。 ,98`tB0  
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    瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的物理學(xué)家佩爾·戴辛和克里斯·威爾遜領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)與西班牙國(guó)家研究委員會(huì)的科學(xué)家攜手完成了這項(xiàng)研究,結(jié)果發(fā)表在《物理學(xué)評(píng)論快報(bào)》雜志上。 ph=U<D4  
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    相比于電子,對(duì)光子進(jìn)行控制和引導(dǎo)更加困難,這主要是因?yàn)楣庾硬幌耠娮幽菢訐碛袕?qiáng)烈的相互作用,因此,目前的路由器大多使用電子。然而,量子隧道的一個(gè)重要要求是粒子能在長(zhǎng)距離上分發(fā)數(shù)據(jù),光子“天生”能比原子等其他量子系統(tǒng)行進(jìn)更遠(yuǎn)的距離,因此,在量子信息網(wǎng)絡(luò)中用光子做信息載體效果更好。 fnudu0k  
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    為了建立這個(gè)單光子路由器,科學(xué)家們使用一個(gè)超導(dǎo)量子位(量子計(jì)算機(jī)中的最小信息單位)作為“人造原子”(盡管這個(gè)量子位實(shí)際上由幾個(gè)原子組成,但它擁有離散的能量狀態(tài),像真正的單個(gè)原子)。接著,科學(xué)家們將這個(gè)量子位耦合到一個(gè)一維的傳輸線上,微波光子能夠沿著這個(gè)傳輸線行進(jìn)。隨后,科學(xué)家們?cè)谄渖铣掷m(xù)施加一個(gè)微弱的光子探針,有時(shí)候也補(bǔ)充一個(gè)更強(qiáng)烈的控制脈沖。如果沒有這束強(qiáng)烈的控制脈沖,人造原子會(huì)反射入射的光子,入射光子會(huì)行進(jìn)到輸出端口1。當(dāng)這束強(qiáng)烈的控制脈沖出現(xiàn)時(shí),它會(huì)引起電磁誘導(dǎo)透明(EIT)現(xiàn)象,致使原子對(duì)這束微弱的探測(cè)光束變得透明,導(dǎo)致光子旅行到輸出端口2。采用這種方式,科學(xué)家能將入射光子引導(dǎo)到兩個(gè)輸出端口中的一個(gè)。 JiCy77H  
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