科学家证明两个相互干扰的光子如何能聚集成各种形状

来源：cnBeta.COM 　2021-05-11 11:28:30

来自坦佩雷大学光子学实验室的研究人员证明了两个相互干扰的光子如何能聚集成各种形状。这些复杂的形状有利于量子技术，如进行快速光子量子计算和安全数据传输。该方法还为创造增强的测量和传感技术提供了新的可能性。

当今，数字革命已经成为主流，量子计算和量子通信在该领域的意识中正在上升。量子现象带来的增强型测量技术，以及使用新方法取得科学进步的可能性，引起了世界各地研究人员的特别兴趣。

来自坦佩雷大学的助理教授罗伯特·菲克勒(Robert Fickler)和博士研究员马库斯·希卡马基(Markus Hiekkam?ki)证明了双光子干涉可以用光子的空间形状，以一种近乎完美的方式控制它们的形状。这项研究发表在期刊《Physical Review Letters》上。

Hiekkam ki 解释说：“我们的报告显示了如何使用一种复杂的光塑造方法来使两个光量子以一种新颖和容易调整的方式相互干扰”。单个光子(光的单位)可以有高度复杂的形状，这对量子密码学、超敏感测量或量子增强计算任务等量子技术有利。

为了利用这些所谓的结构化光子，关键是要让它们与其他光子相互干扰。Fickler 表示：“基本上所有量子技术应用中的一个关键任务是提高以更复杂和可靠的方式操纵量子状态的能力。在光子量子技术中，这项任务涉及改变单个光子的属性以及使多个光子相互干扰”。

从高维量子信息科学的角度来看，所展示的发展特别有趣，因为每个载体使用的量子信息不止一个比特。这些更复杂的量子态不仅允许将更多的信息编码到一个光子上，而且已知在各种环境中更能抗干扰。这对研究组合提出的方法为构建新型的线性光网络带来了希望。这为光子量子增强计算的新方案铺平了道路。

研究人员现在的目标是利用该方法开发新的量子增强传感技术，同时探索更复杂的光子空间结构，并为使用量子态的计算系统开发新方法。Fickler 补充道：“我们希望这些结果能激发对光子塑形的基本限制的更多研究。我们的发现也可能引发新的量子技术的发展，例如改进的耐噪声量子通信或创新的量子计算方案，这些都受益于这种高维光子量子态”。

标签：光子形状相互干扰聚集

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