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量子足球的更多目标 研究可以改善长距离量子信息的传输

时间:2019-05-29 05:24    作者:admin     点击:

  让我们假设你被允许蒙住德国足球明星蒂莫维尔纳,并且多次将他转向自己的轴。然后你会让他开。这不可能达到目标。

  借助一个技巧,波恩物理学家在类似的情况下设法达到了90%的得分率。然而,他们的球员比德国明星前锋小近100亿倍 - 而且更难以预测。

  这是研究人员用激光照射的铷原子。原子吸收了辐射能并进入激发态。这有一个确定的寿命。原子随后通过发射光粒子释放吸收的能量:光子。

  光子飞行的方向纯属巧合。然而,当铷放置在两个平行的镜子之间时,这会发生变化,因为那时原子更喜欢在其中一个镜子上射击。在Timo Werner的例子中,就好像目标神奇地吸引了球。

  这种现象称为珀塞尔效应。几十年前就证明了它的存在。“我们现在已经将Purcell效应用于子对光子的目标发射,”波恩大学应用物理研究所的Wolfgang Alt士解释说。

  人们对Purcell效应很感兴趣,部分原因在于它使得所谓的量子中继器的构造成为可能。这些是长距离传输量子信息所必需的。因为,虽然可以将光子置于某个量子态并通过光导发送,但这只能在有限的距离内完成;对于更远的距离,信号必须被缓冲。

  在量子中继器中,光子例如被引导到吞噬它的原子,从而变成另一种状态。响应于具有激光束的读取脉冲,原子再次喷出光粒子。存储的量子信息被保留。

  现在必须收集发射的光子并将其反馈到光导中。但是当光子以随机方向释放时,这很困难。“我们已经成功地使用Purcell效应将光子强制到两个镜子之间的路径上,”Alt解释道。“我们现在已经将其中一个镜子部分透射并将玻璃纤维连接到它上面。这使我们能够相对有效地将光子引入这种光纤。”

  Purcell效应还有另一个优点:它缩短了铷原子存储和释放量子信息所需的时间。这种速度增益非常重要:只有当中继器工作得足够快时才能与信息发送器进行通信,即所谓的量子点。今天,量子点被认为是单光子传输量子信息的最佳来源,这是完全安全的截获。“我们的实验将这一重要的未来技术向前推进了一步,”Alt说。

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