適合量子計(jì)算時代的光纖英國巴斯大學(xué)的物理學(xué)家開發(fā)出新一代特種光纖,以應(yīng)對未來量子計(jì)算時代預(yù)計(jì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸挑戰(zhàn)。 量子技術(shù)有望提供無與倫比的計(jì)算能力,使我們能夠解決復(fù)雜的邏輯問題,開發(fā)新的藥物,并為安全通信提供牢不可破的加密技術(shù)。然而,目前用于在全球范圍內(nèi)傳輸信息的電纜網(wǎng)絡(luò)很可能不是量子通信的最佳選擇,這是因?yàn)樗鼈兊墓饫w是實(shí)心的。 與普通光纖不同,巴斯公司制造的特種光纖具有微結(jié)構(gòu)纖芯,由貫穿光纖全長的復(fù)雜氣孔圖案組成。 “傳統(tǒng)光纖是當(dāng)今電信網(wǎng)絡(luò)的主力,其傳輸光的波長完全受硅玻璃損耗的影響。然而,這些波長與光量子技術(shù)所需的單光子源、量子比特和有源光學(xué)元件的工作波長不兼容,"巴斯大學(xué)物理系的克里斯蒂娜-魯西莫娃博士說。 Rusimova 博士和她的同事們在發(fā)表于《應(yīng)用物理通訊量子版》(Applied Physics Letters Quantum)的一篇學(xué)術(shù)論文中介紹了巴斯制造的最先進(jìn)光纖,以及新興量子計(jì)算領(lǐng)域的其他最新和未來發(fā)展。 論文的主要資深作者 Rusimova 博士補(bǔ)充說:“光纖設(shè)計(jì)和制造是巴斯大學(xué)物理系研究的最前沿,我們以量子計(jì)算機(jī)為中心開發(fā)的光纖為未來的數(shù)據(jù)傳輸需求奠定了基礎(chǔ)! 量子糾纏 光是一種很有前途的量子計(jì)算介質(zhì)。被稱為光子的單個光粒子具有一些獨(dú)特的量子特性,可以被量子技術(shù)所利用。 其中一個例子就是量子糾纏,在量子糾纏中,相隔很遠(yuǎn)的兩個光子不僅掌握著彼此的信息,還能瞬間影響對方的屬性。與經(jīng)典計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制位(要么是 1,要么是 0)不同,糾纏光子對實(shí)際上可以同時作為 1 和 0 存在,從而釋放出巨大的計(jì)算能力。 Cameron McGarry博士是巴斯大學(xué)的物理學(xué)家,也是這篇論文的第一作者,他說:“量子互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)這種新興量子技術(shù)巨大前景的一個基本要素。與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)一樣,量子互聯(lián)網(wǎng)將依靠光纖在節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間傳遞信息。這些光纖很可能與目前使用的光纖截然不同,需要不同的支持技術(shù)才能發(fā)揮作用! 在他們的觀點(diǎn)中,研究人員從光纖技術(shù)的角度討論了量子互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)挑戰(zhàn),并提出了一系列潛在的解決方案,以實(shí)現(xiàn)一個強(qiáng)大的、大范圍的量子網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。 這既包括用于遠(yuǎn)距離通信的光纖,也包括可直接集成到網(wǎng)絡(luò)中的量子中繼器的特種光纖,以便延長這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)行距離。 超越連接節(jié)點(diǎn) 他們還介紹了特種光纖如何通過充當(dāng)糾纏單光子源、量子波長轉(zhuǎn)換器、低損耗開關(guān)或量子存儲器的容器,超越連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的范圍,在節(jié)點(diǎn)本身實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。 麥加里博士說:“與標(biāo)準(zhǔn)的電信光纖不同,巴斯公司常規(guī)制造的特種光纖具有微結(jié)構(gòu)纖芯,由沿光纖全長分布的復(fù)雜氣穴圖案組成。這些氣孔的圖案使研究人員能夠操縱光纖內(nèi)光的特性,并產(chǎn)生糾纏的光子對,改變光子的顏色,甚至在光纖內(nèi)捕獲單個原子! 物理系博士后研究員 Kerrianne Harrington 博士說:"世界各地的研究人員正在以工業(yè)界感興趣的方式,在微結(jié)構(gòu)光纖的功能方面取得快速而令人興奮的進(jìn)步。我們的觀點(diǎn)描述了這些新型光纖令人興奮的進(jìn)步,以及它們?nèi)绾斡欣谖磥淼牧孔蛹夹g(shù)! 巴斯的EPSRC量子職業(yè)加速研究員亞歷克斯-戴維斯博士補(bǔ)充說:“正是由于光纖能夠緊密束縛光線并將其長距離傳輸,才使得它們大有用武之地。除了產(chǎn)生糾纏光子,這還能讓我們產(chǎn)生更奇特的光量子態(tài),應(yīng)用于量子計(jì)算、精密傳感和堅(jiān)不可摧的信息加密! 量子優(yōu)勢--量子設(shè)備比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更高效地執(zhí)行任務(wù)的能力--尚未得到最終證實(shí)。視角中確定的技術(shù)挑戰(zhàn)有可能為量子研究開辟新的途徑,使我們更接近實(shí)現(xiàn)這一重要的里程碑。巴斯制造的光纖有望為未來的量子計(jì)算機(jī)奠定基礎(chǔ)。 巴斯的研究團(tuán)隊(duì)還包括高級講師彼得-莫斯利博士。 相關(guān)鏈接:https://phys.org/news/2024-07-optical-fibers-age-quantum.html |
最新評論
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sac 2024-07-31 00:04量子計(jì)算
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likaihit 2024-07-31 00:10太神奇了
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redplum 2024-07-31 00:10這個圖很厲害了
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tassy 2024-07-31 01:00量子計(jì)算的光纖。
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phisfor 2024-07-31 06:56適合量子計(jì)算時代的光纖
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雨后無文 2024-07-31 08:36適合量子計(jì)算時代的光纖
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bairuizheng 2024-07-31 08:42新一代特種光纖,以應(yīng)對未來量子計(jì)算時代預(yù)計(jì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸
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bmw0501 2024-07-31 08:44適合量子計(jì)算時代的光纖
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lijinxia 2024-07-31 08:51與普通光纖不同,巴斯公司制造的特種光纖具有微結(jié)構(gòu)纖芯,由貫穿光纖全長的復(fù)雜氣孔圖案組成。好奇
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churuiwei 2024-07-31 09:18英國巴斯大學(xué)的物理學(xué)家開發(fā)出新一代特種光纖,以應(yīng)對未來量子計(jì)算時代預(yù)計(jì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸挑戰(zhàn)。