耶鲁工程师用光子控制推进量子技术

时间：2021-12-01 12:25:09 来源：

来自耶鲁大学的工程师开发了一种控制单光子频率的新技术。

控制单光子频率的能力至关重要，以实现量子通信和量子计算的潜力。然而，改变光子频率的当前方法带来了显着的缺点。

鸿唐实验室的研究人员，Llewellyn West Jones，JR.电气工程与物理学教授，开发了一种避免这些障碍的技术。他们的工作结果今天在自然光子学中发表。临出粉丝，博士。唐的实验室的学生，是领先作者。

目前，用于操纵光子频率的最常用技术是所谓的非线性光学效应，其中激光器基本上用作泵，通过提供额外的光子来改变光子频率以与原始的相混合。然而，效果是弱和概率，因此该过程需要一个非常强烈的激光，这会产生“噪声” - 损失某些量子特性。

使用完全不同的技术，唐实验室证明了一种能够在不产生任何噪声的情况下将光子频率变为高达300 GHz。研究人员代替使用非线性光学效应，通过改变光子的传播介质来改变光子的频率 - 光线传播的材料。引导称为波导的光的结构在光子中迅速修改。这允许研究人员伸展或压缩光子并改变其频率。这是一个艰难的过程，因为研究人员需要在非常小的时间尺度内足够改变结构，并且随着光子进入波导，变化必须完全发生。

“我们利用微波和压电效果，使微波能量变成机械应力，改变波导结构，”风扇说。“我们不需要光学泵，所以我们不创造任何噪音光子。”

出版物：Linran Fan等，“集成光机单光子频率移位器”自然光子（2016）DOI：10.1038 / nphoton.2016.206

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