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創(chuàng)建具有可操縱量子特性的不同種類的光

2019-10-15 11:32:58 編輯: 來源:
導(dǎo)讀 路易斯安那州立大學(xué)(LSU)物理與天文學(xué)系助理教授OmarMagaña -Loaiza和他的研究小組在《自然》的《NPJ量子信息》上發(fā)表的一篇論文中

路易斯安那州立大學(xué)(LSU)物理與天文學(xué)系助理教授OmarMagaña -Loaiza和他的研究小組在《自然》的《NPJ量子信息》上發(fā)表的一篇論文中,描述了在光的量子操縱和控制方面邁出的重要一步,在成像,仿真,計量,計算,通信和密碼學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的量子技術(shù)應(yīng)用。這篇名為“使用條件測量的多光子量子態(tài)工程”的論文包括來自美國科羅拉多州博爾德的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所,墨西哥和德國的研究所和大學(xué)以及LSU博士后尤成龍的合著者研究員兼Magaña-Loaiza'博士

在量子水平上,出于工程目的,仍然難以控制光。

Magaña-Loaiza說:“如果我們能夠控制光子的漲落和相關(guān)的噪聲,那就可以了。“然后,我們可以進行更精確的測量。這項技術(shù)是新技術(shù),它將改變我們的領(lǐng)域。”

世界各地的物理學(xué)家都在爭相開發(fā)能夠以足夠大的規(guī)模保留光的量子特性以用于實際目的的技術(shù)。到目前為止,物理學(xué)家可以控制單個光子和成對光子的量子特性,但通過糾纏和“先驅(qū)”(其中一個光子的知識可以相對地確定另一種尚未發(fā)現(xiàn)的光子),可以帶來強大的應(yīng)用。 Loaiza的團隊成功地演示了一種生成具有相同強大特性的光子組的方法-稱為多光子狀態(tài)。

通過減去一些光子,Magaña-Loaiza說:“我們可以改變波包的形狀,并人為地增加其中的光子數(shù)量。”

此外,雖然以前的科學(xué)家使用多種光源產(chǎn)生多光子狀態(tài),但Magaña-Loaiza的團隊設(shè)法建立了一個單一光源,以產(chǎn)生與糾纏激光器共享相似性的多光子包:這是一項重大技術(shù)成就。

但也許最令人印象深刻的是,該出版物揭示了Magaña-Loaiza的團隊可以在一個單一的設(shè)置中生成具有可操縱的量子態(tài)的多種光。

他說:“我真的認(rèn)為我們正在做一些新的事情,而且我認(rèn)為人們已經(jīng)開始意識到這一點。”

除了產(chǎn)生單個光子,它們還可以產(chǎn)生具有所需特性的糾纏激光和糾纏自然光(即太陽光)。

他說:“如果能夠在這個基本水平上操縱光,則可以設(shè)計光。”

Magaña-Loaiza獲得了博士學(xué)位。他于2016年在羅徹斯特大學(xué)(University of Rochester)獲得實驗量子光學(xué)博士學(xué)位,之后成為科羅拉多州博爾德國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的研究助理,隨后于2018年8月加入LSU學(xué)院,領(lǐng)導(dǎo)實驗量子光子學(xué)小組。該小組在量子計量學(xué)方面取得了令人興奮的進步,正在利用糾纏光子的來源來開發(fā)多種量子技術(shù)。最近與You博士合著的論文Magaña-Loaiza被選為You博士,而You仍是博士生,“沒有先選后的測量的多光子量子計量學(xué)”,包括LSU物理學(xué)家Jonathan Dowling和幾位合作者的貢獻贏得了本周埃米爾·沃爾夫杰出學(xué)生論文競賽的冠軍。


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