生物科学门户网站
BIO1000.COM

科学家们开发了一种通过标准光纤建立量子通信的方法

如今,大多数电信网络使用可以高速传输大量数据的光纤。但是这些电缆与更强大,更安全的量子通信的波长不兼容。

在一个每日科学文章,荷兰研究人员已经找到一种方法来充分利用现有的量子通信光纤网络。他们从含有钼杂质的碳化硅中创建了量子位(qubit)。

钼充当碳化硅的色心。新的量子位产生的光子非常接近电信提供商运营的光纤网络的波长。

该技术由格罗宁根大学(UG)的研究人员及其瑞典合作伙伴Linköping大学和Norstel AB开发。他们报告说,他们的量子比特可以传输1100纳米波长的数据。

为了进行比较,电信提供商使用1,300或1,500纳米的波长来发送数据。欧洲研究小组声称,他们可以调整碳化硅-钼量子位中的光子波长,以符合那些商业标准。(相关:量子物理学难题已解决:研究人员说,现在可以实现完全安全的数据传输。)

诱导半导体中的杂质使其变成量子位

UG研究人员和主要作者Tom Bosma解释说,他的团队利用了碳化硅中形成的杂质。通常,这些缺陷在半导体中不受欢迎,因为它们会影响晶体的导电性能。但是,杂质也能够形成色心。这些微小的结构将对某些波长的光起反应,并最终释放出自己的光子。

在UG量子位中,钼原子是碳化硅晶体中的缺陷。受到适当波长的激光激发光子撞击后,钼外壳中的电子转移到更高的能级。

被激发的原子最终将恢复其基态。当它们这样做时,它们将多余的能量作为光子排出。在钼的情况下,其原子发出红外光。这些光子的波长接近于数据通信所用的波长。

Bosma的UG研究员Carmen Gilardoni也研究了碳化硅量子比特。她采用了相干的种群捕获技术来在色心上叠加。

电子具有称为自旋的量子力学性质。这种特性会在电子上产生向上或向下指向的磁矩。这些相反的自旋状态可用于表示0和1,从而将电子转变为量子位。

吉拉多尼解释说:“如果施加磁场,则自旋与磁场平行或反平行。”“有趣的是,结果是自旋向上或向下旋转的电子的基态略有不同。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。