科學家實現快速操控光的量子狀態
他們在對乙個由電路組成的量子光學裝置進行研究時發現，單個光子會移動穿過這些電路，這些電路也能被重新配置從而改變光子的路徑和偏振方向。然而，這種量子光學電路無法快速操縱單光子和多光子的狀態。為了解決這一問題，他們使用了已被證明能在現有通訊調製器中進行快速操縱的鈮酸鋰波導，並證明對電極附近的波導施加電壓能快速操控由波長為1550奈米的乙個或兩個光子組成的光的量子（包括路徑和偏振）狀態，該波長正是現有通訊網路中採用的波長。
領導該研究的布里斯托大學的達公尺恩·博諾表示：「在這個實驗中，我們演示了兩種電路配置，每種電路配置都會導致不同的量子狀態，一次配置僅需幾納秒，而在以前的實驗中，每幾秒才能對電路進行一次重新配置。現在的通訊網每天都在使用由同樣技術製成的開關來傳遞由光脈衝編碼的資訊位元組，從原理上來講，這樣的開關也能用於單光子層面。」
博諾表示：「迄今為止，在晶元上操縱光的量子狀態一直依靠加熱器，其能作為慢速移相器來使用。最新研究表明，鈮酸鋰波導能採用一種與以前迥然不同的方法來更快速地操控光的量子狀態。現在，我們不僅能開啟和關閉光包以便按規定路線傳送傳統資訊，也能夠快速處理和操縱光的量子狀態。」
科學家們指出，能在單個平台上快速控制單光子的偏振和路徑對基礎量子科學和量子技術來說都至關重要。博諾表示，製造這些裝置的鈮酸鋰材料也能隨機產生光子，另外，具有超導性的單光子探測器也能被整合在這樣的晶元上。乙個結合了能隨機產生光子的光源、電路以及探測器的技術平台可用於以下幾方面：通過對幾個光子**進行多路傳輸從而獲得可靠的單光子源、長距離量子通訊需要使用的量子繼電器、量子密碼學中用到的量子金鑰分配等。
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