量子信息科學(xué)家一直在尋找一種既可在分子水平上進(jìn)行操縱,又能可靠存儲(chǔ)和傳輸信息的材料。在最近的原理驗(yàn)證演示之后,美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員將兩種納米結(jié)構(gòu)(一種由金剛石制成,另一種由鈮酸鋰制成)組合到一個(gè)單一的納米結(jié)構(gòu)芯片上。研究成果發(fā)表在最新一期《ACS光子學(xué)》上。
研究人員將光從金剛石發(fā)送到鈮酸鋰,并測(cè)量成功穿過它的光的比例。該比例越大,材料的耦合就越有效,并且作為量子器件中的組件配對(duì)的前景就越有希望。研究結(jié)果表明,高達(dá)92%的光從金剛石躍遷至鈮酸鋰。
可靠的量子比特對(duì)于量子通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)至關(guān)重要。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣,量子網(wǎng)絡(luò)中的信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。固定量子比特在節(jié)點(diǎn)內(nèi)存儲(chǔ)信息,飛行的量子比特在節(jié)點(diǎn)之間攜帶信息。
研究團(tuán)隊(duì)的新芯片將能構(gòu)成固定量子比特的基礎(chǔ)。固定量子比特越穩(wěn)健,量子網(wǎng)絡(luò)就越可靠,網(wǎng)絡(luò)可覆蓋的距離就越遠(yuǎn)。
傳統(tǒng)上,來自金剛石托管量子比特的光被引導(dǎo)到光纖電纜或自由空間中。在這兩種情況下,實(shí)驗(yàn)裝置都很笨重。光纖電纜又長(zhǎng)又松軟,而將量子比特傳輸?shù)阶杂煽臻g也需要笨重的設(shè)備。
但當(dāng)來自金剛石量子比特的光被引導(dǎo)到鈮酸鋰中時(shí),所有這些設(shè)備都沒必要了。因?yàn)閹缀趺總€(gè)組件都可放置在一個(gè)微小的芯片上。
不僅如此,由于這兩個(gè)設(shè)備通過僅為人類頭發(fā)寬度1/100的細(xì)絲連接,所以量子光被擠壓到通向鈮酸鋰的狹窄通道中,從而增加了光與鈮酸鋰的相互作用。這使其更容易操縱光的屬性。
該團(tuán)隊(duì)正在計(jì)劃進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),以利用金剛石和鈮酸鋰單獨(dú)或共同提供的量子信息優(yōu)勢(shì)。
量子信息科學(xué)家一直在尋找一種既可在分子水平上進(jìn)行操縱,又能可靠存儲(chǔ)和傳輸信息的材料。在最近的原理驗(yàn)證演示之后,美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員將兩種納米結(jié)構(gòu)(一種由金剛石制成,另一種由鈮酸鋰制成)組合到一個(gè)單一的納米結(jié)構(gòu)芯片上。研究成果發(fā)表在最新一期《ACS光子學(xué)》上。
研究人員將光從金剛石發(fā)送到鈮酸鋰,并測(cè)量成功穿過它的光的比例。該比例越大,材料的耦合就越有效,并且作為量子器件中的組件配對(duì)的前景就越有希望。研究結(jié)果表明,高達(dá)92%的光從金剛石躍遷至鈮酸鋰。
可靠的量子比特對(duì)于量子通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)至關(guān)重要。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣,量子網(wǎng)絡(luò)中的信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。固定量子比特在節(jié)點(diǎn)內(nèi)存儲(chǔ)信息,飛行的量子比特在節(jié)點(diǎn)之間攜帶信息。
研究團(tuán)隊(duì)的新芯片將能構(gòu)成固定量子比特的基礎(chǔ)。固定量子比特越穩(wěn)健,量子網(wǎng)絡(luò)就越可靠,網(wǎng)絡(luò)可覆蓋的距離就越遠(yuǎn)。
傳統(tǒng)上,來自金剛石托管量子比特的光被引導(dǎo)到光纖電纜或自由空間中。在這兩種情況下,實(shí)驗(yàn)裝置都很笨重。光纖電纜又長(zhǎng)又松軟,而將量子比特傳輸?shù)阶杂煽臻g也需要笨重的設(shè)備。
但當(dāng)來自金剛石量子比特的光被引導(dǎo)到鈮酸鋰中時(shí),所有這些設(shè)備都沒必要了。因?yàn)閹缀趺總€(gè)組件都可放置在一個(gè)微小的芯片上。
不僅如此,由于這兩個(gè)設(shè)備通過僅為人類頭發(fā)寬度1/100的細(xì)絲連接,所以量子光被擠壓到通向鈮酸鋰的狹窄通道中,從而增加了光與鈮酸鋰的相互作用。這使其更容易操縱光的屬性。
該團(tuán)隊(duì)正在計(jì)劃進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),以利用金剛石和鈮酸鋰單獨(dú)或共同提供的量子信息優(yōu)勢(shì)。
本文鏈接:http://www.3ypm.com.cn/news-2-379-0.html金剛石和鈮酸鋰納入單一納米芯片,用于量子器件的新材料組合出現(xiàn)
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