东芝欧洲研究中心(TRRL)和剑桥大学的科学家们日前宣布,随着量子器件(quantum device)取得突破进展,实现更安全的光网络又向前迈进了一步。
研究小组在日前的《自然》期刊上,就量子器件开发的进展发表报告说,这种器件能产生由光子对组成的纠缠光子,其基本特性是链接解不开。研究人员表示,此项研究进展有望在制造半导体、构建可伸缩量子计算机及实现更灵敏的医疗诊断领域发挥重要作用。
与光子独立的普通光不同,新光子源在控制的时间下发射出一束成对的光子,拥有“纠缠(entangled)”或者相关的特性。
这种光子源与普通半导体发射器类似,但包含微小的纳米尺寸的量子点阵,能发射相连的光子。该器件据称因两大原因而意义重大。首先,它采用类似于普通半导体光发射器的方式加工；其次,它能按照指令产生纠缠光子。
据TREL量子信息部主管Andrew Shields称,纠缠光子有望成为未来采用量子效应的半导体和IT系统的基本组件。
加密和医疗应用可观
直到如今,产生纠缠光子的最可靠方法是通过用强激光束泵压非线性晶体。然而,研究人员认为,这种工艺效率低,不能在控制的时间下生成光子对。而东芝-剑桥团队声称其器件能按照外部触发脉冲生成光子。
有了纠缠光子对,一个光子的状态可通过测量另一个光子而推断出来。与统计技术相结合,有可能向远处位置发送密钥,并确保它们没有被截取。
对于光学成像,该小组表示:“采用纠缠光子可能生成更精细的图像。这对医疗诊断领域非常高清晰度的细胞结构显微镜或者制造超密集的计算机芯片的更精细图形大有用处。”
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