研究人员用光子创建复杂的量子图态
2024-05-14 17:28:15
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导读 量子系统的纠缠是所有量子信息技术的基础。几个量子位之间复杂形式的纠缠特别有趣。然而,这不仅会导致巨大的计算能力,而且在以数学方式描...
量子系统的纠缠是所有量子信息技术的基础。几个量子位之间复杂形式的纠缠特别有趣。
然而,这不仅会导致巨大的计算能力,而且在以数学方式描述公式时也会导致公式的爆炸性增长。例如,这些复杂状态的抽象图形表示以“星”、“环”或“树”的形式提供了优雅的简化。
加兴马克斯·普朗克量子光学研究所所长格哈德·伦佩 (Gerhard Rempe) 系主任奥利维尔·莫林 (Olivier Morin) 的团队现在首次在实验中成功创建了环形和树形图状态。这是量子计算机或量子互联网发展的重大突破。
在伦佩作为先驱长期以来一直在研究的未来量子互联网中,光量子可以因此纠缠在一起,形成更稳定的量子信息,以防止丢失。该作品发表在《自然》杂志上。
纠缠的概念构成了所有正在研究和开发的量子信息技术的基础,无论是量子计算机还是量子互联网。相互纠缠的成对量子比特(或简称量子比特)作为基本元素。
您可以将这样的一对想象为通过电缆相互连接的两个 LED 灯。通过将越来越多的灯连接在一起,可以形成更长的光链。灯代表量子位,电缆代表它们之间的纠缠。这不仅可以创建链,还可以创建环、星形或树形结构。
然而,在这个类比中,通过绘制看起来像圣诞装饰品的图像对于量子信息处理也非常有趣,现在又以纠缠量子位的形式回归。 “例如,通过纠缠量子位的梯形配置,可以构建通用量子计算机,”格哈德·伦佩(Gerhard Rempe)解释道。
他的研究兴趣在于量子互联网,其中量子信息被封装在纠缠光子中作为“飞行量子位”,通过光纤网络发送。这里最大的挑战是光子的损失,它随着传输长度的增加而呈指数增长。
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