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    4. 改變集成芯片上單光子頻率

      作者:光行天下小萌新譯 來源:物理學家組織網 時間:2022-12-05 11:01 閱讀:296 [投稿]
      哈佛大學的研究人員開發了一種集成電光調制器,可以有效地改變單光子的頻率和帶寬。該設備可用于更先進的量子計算和量子網絡。

      光子作為一種常見的量子信息載體,在量子科學和技術中起到了關鍵作用。相較于電信號,光的一個特殊優勢在于它有極大的帶寬。改變光子的頻率需要改變其能量,這在集成光子芯片上具有挑戰性。

      最近,哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員開發了一種集成電光調制器,可以有效地改變單光子的頻率和帶寬。該設備可用于更先進的量子計算和量子網絡。該研究成果發表在《光:科學與應用》(Light: Science & Applications)上。


      使用集成電光調制器改變單光子顏色

      將光子從一種顏色轉換為另一種顏色,通常是通過將光子發送到具有強激光照射的晶體中來完成的,這個過程往往是低效和嘈雜的。相位調制,其中光子波的振蕩被加速或減慢以改變光子的頻率,提供了一種更有效的方法,但這種過程所需的設備,電光相位調制器,已被證明難以集成到芯片上。

      一種新型光學材料可能特別適合這樣的應用:薄膜鈮酸鋰。

      SEAS電氣工程Tiantsai Lin教授,該研究的資深作者Marko Lonar說:“在我們的工作中,我們在薄膜鈮酸鋰上采用了一種新的調制器設計,器件性能顯著提高,有了這個集成調制器,我們實現了單光子創紀錄的太赫茲頻移!

      該團隊還使用同一個調制器,利用時間透鏡的原理,可以在時間而不是空間中彎曲光線,將單光子帶寬壓縮。

      該論文的第一作者Di Zhu說:“我們的設備比傳統的散裝設備更緊湊、更節能。它可以在同一芯片上與各種經典和量子器件集成,以實現更復雜的量子光控制。

      接下來,該團隊的目標是進一步開展頻域量子信息處理的研究,并且探索它們在量子計算和量子網絡的相關應用。

      相關鏈接:https://phys.org/news/2022-12-quantum-chip.html

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