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量子网络发展助力!新的光子纠缠突破可使量子计算机实现小型化

 科技果汁

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3月10日消息,长期以来,量子计算在高效产生纠缠光子方面困难重重。不过,一个研究小组带来突破,发现利用元表面(能控制光的扁平工程结构),可更轻松、紧凑地生成和操纵纠缠光子,这有望推动量子计算机小型化,还可能为量子网络发展助力。

量子信息处理依赖光子纠缠处理大量数据,但创建纠缠光子面临挑战。传统方法,如量子非线性光学过程难以扩展到大量光子,线性分束和量子干涉则需复杂精细装置,易有损耗和串扰。

来自北京大学、南方科技大学和中国科学技术大学的团队取得进展,他们开发出使用元表面的新技术,这种超薄工程结构可精确控制光的相位、频率和偏振,能在单个元表面上产生多光子纠缠,使过程更简单高效。其方法是将多个单光子从不同角度引向专门设计的梯度元表面,元表面操纵光子使其量子干涉产生纠缠光子态,不仅能产生多种纠缠态,还能融合多个纠缠光子对。

通讯作者顾颖教授表示,这为量子信息处理提供新视角,让创建和操纵纠缠光子过程更简单紧凑,适合构建芯片上的微小量子设备。新方法有望助力构建量子网络,开发出小型量子计算机,让诸多量子应用更易实现 。 

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