

怎样让奔驰的光子在微芯片上“停驻来”,一直是量子信息料理鸿沟的一项难题。好意思国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校科学家拓荒出一种新式片上光存储平台,可将光子存储跳动1微秒开云kaiyun.com,还能同期存储多个光子。这项时间有望为量子存储器的限度化制造开辟新旅途,鼓吹量子信息料理时间发展。有关沟通发表于新一期《纳米快报》杂志。
要通过光子传输量子信息,在内容操作中,光子需要被暂停,也即是被“存储”起来,以恭候速率较慢的其他量子操作完成。在尺寸仅约1厘米的微芯片上已毕这种存储尤其艰巨,因为光通过这一距离只需几万亿分之一秒。要是能将光子存储1微秒,将为量子芯片料理信妥协取更多时间。
以前,科学家通过延长光纤中的传播旅途来延伸光子,让光多“走”一段路。但光子在传播经过中容易被接管,路程越长,亏蚀的风险越大。他们也尝试欺诈原子存储光子,但很难把这种作为应用于可批量制造的微芯片。
这次,沟通团队找到了一种新作为。他们在一种名为薄膜铌酸锂的材料上制造出细小的光传输通谈,并在其中加入铒原子。光不错沿着通谈传播,铒原子则能匡助暂时留下光子。薄膜铌酸锂大约有用放置光的传播范围,减少光能亏蚀,也合适在整片晶圆上制造多半器件。
为了让铒原子留下光子,沟通团队用可调谐激光器对铒原子的反映频率进行密致调遣,让它们酿成一系列终止均匀的频率峰,摆设得像一把梳子,这种边幅被称为“原子频率梳”。光子干预器件后,这些经过尽头摆设的原子大约让光子暂时停留,并在预定时间后将其开释出来。
现实标明,该器件的光子存储时间跳动1微秒,同期大约以较高保真度保存量子信息,还能一次存储多个光子。与依赖复杂定制建筑的传统决策比拟,这一平台结构相对简便,具有限度化制造后劲。
沟通团队默示,这一平台有望鼓吹量子存储器与芯片量子狡计机、量子通讯聚积的集成。不外,要已毕内容应用,还需要进一步提高光子的读取后果并延长存储时间。接下来,团队狡计纠正原子频率梳,并尝试使用抗噪声才气更强的铒同位素,以普及器件性能。
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