科学家将光子弯曲至被实际通信使用的波长

2017-10-11 作者: 我要纠错

几十年来,光子纠缠在量子计算和通信中的潜力一直为人所知。然而,妨碍其直接应用的其中一个问题是,很多光子纠缠平台并未在大多数通信形式使用的范围内运行。

一个国际团队展示了一种新的纳米尺度技术,从而开始解开纠缠光子之谜。该技术利用半导体量子点将光子弯曲至被如今流行的C波段标准使用的波长。他们在日前出版的美国物理联合会所属《应用物理快报》上报告了这一成果。

“我们首次展示了偏振纠缠光子在1550纳米波长上从量子点发生的散射。”此项研究作者之一、德国斯图加特大学半导体光学和功能界面研究所资深科学家Simone Luca Portalupi介绍说,“现在,我们可以利用现有通信技术真正实现长距离量子通信。”

研究人员利用由砷化铟和砷化镓平台创建的量子点,产生了纯粹的单光子和纠缠光子。和参量下转换技术不同,量子点允许光子每次仅被散射出一个并且能按照需求散射。这是量子计算的关键属性。随后,由多层材料构成并且在很宽的光谱内进行反射的分布布拉格反射器将光子引向显微镜物镜,从而使它们被收集起来并被测量。

研究人员和行业先锋发现,C波段(一个特定的红外波长范围)成为通信中的电磁最有效点。在这个范围内穿过光导纤维和大气的光子被吸收的很少,从而使其成为远距离信号传送的理想对象。

“电信C波段窗口拥有我们在信号传输上实现的最小光子吸收量。”文章另一位作者Fabian Olbrich介绍说,“业界已对技术进行了改良,从而使科学家作出更多发现。现在,我们拥有了运行良好的标准以及较低的散射率。”

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