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量子计算:研究人员创北京赛车pk10直播网站建只能吸收一个光子的光学器件

创建,操纵和修改单个光子的量子特性的能力是创建可行的光学量子计算机的关键。问题是,目前能够产生单光子的器件非常不可靠。

现在,斯图加特大学的一个研究小组可以很快帮助科学家创建高保真单光子发射器。德国已开发出一种完全相反的装置仅从含有数十亿光束的光束中吸收一个光子。

根据上周发表在“物理评论快报”上的一项研究,单光子吸收器使用微米级的铷原子云冷却到接近绝对零度(45967华氏度)。当用高精度激光束照射这个云时,其中一个铷原子被转换成所谓的里德堡原子。

原子可以通过激发其最外层原子转换为里德伯原子电子到很高的能量水平。在这种特殊情况下,如此产生的里德堡原子能够与位于大约10微米外的相邻铷原子相互作用。

“第一个里德堡原子的存在具有如此强烈的影响,它改变了共振所有其他原子的条件,“斯图加特大学的告诉物理世界。

结果,一旦铷原子吸收光子,它就会膨胀到这样的大小,以至于没有其他原子漫射云可以接受更多的光子。

那么这个设备可以用于什么?正如研究人员在研究中所解释的那样,一个关键应用将是量子门,其中量子比特的数量传统计算机中使用的比特的量子计算等价物需要严格控制。另一种用途是作为精确的光子计数器用于各种领域的设备的关键组件,包括量子加密,天体物理学和光纤通信。

“我们现在已经构建了最原始的这种用于操纵光的工具的版本,“物理世界。“我们可以精确地减去一个光子。”

但最终,研究人员希望使用相同的技术创建一个只能发射一个光子的器件。

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