金剛石量子記憶體能改變單光子顏色
- 發佈時間：2016-04-08 01:29:52 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報多倫多4月6日電（記者馮衛東）加拿大國家研究理事會和滑鐵盧大學量子計算研究所使用金剛石中的一個量子記憶體，首次實現了超快單光子顏色和頻寬的轉換。
改變一個光子的顏色或頻率，是優化量子網路中連結部件的必要條件。例如，在光量子通信中，可通過光纖的最佳傳輸是近紅外線，但許多測量感測器在頻率更高的可見光條件下會工作得更好。在光纖和感測器之間改變光子的顏色，使實現更高性能的操作，包括更快的數據傳輸速率成為可能。
發表在《自然·傳播》雜誌上的這項研究成果，展示了小頻移對於波分復用通信協議是有用的。波分復用將信號分解成頻率略微不同的更小的包後一起發送，然後在接收端將各種頻率的載波分離恢復成原信號。
研究人員在實驗中證明，在室溫金剛石量子記憶體中可實現單光子的頻率和頻寬轉換。金剛石量子記憶體的工作原理在於，將光子轉換成金剛石中碳原子的特定振動，適用於許多不同顏色光的這種轉換，將允許對光進行廣譜操縱。金剛石的能量結構允許其以很低的噪聲在室溫下實現。研究人員利用強鐳射脈衝來存儲和檢索光子。通過控制這些鐳射脈衝的顏色，研究人員就能控制所要檢索光子的顏色。
該平臺集光子存儲和頻譜變換于一體，可用於量子通信中的頻率復用及建立一個非常大的糾纏態，亦稱團簇態。團簇態則可作為完全由測量驅動的量子計算資源。
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