欧博亚洲官方注册:在电信波长下事情的量子存储器

毫州网/2020-06-25/ 分类:亳州科技/阅读:

要建设大型量子网络,研究人员首先需要开拓高效的量子中继器。这些转发器的要害组件是量子存储器,它是更通例的计较机存储器(譬喻随机存取存储器(RAM))的量子力学等效物。

抱负情况下,量子存储器应该可以或许在相当长的时间内保存信息,存储真实的量子状态,有效地读出数据并在低损耗电信波长下事情。尽量研究团队在量子存储器的开拓方面取得了长足的进步,但迄今为止,没有提出的办理方案可以或许同时满意所有这些要求。

思量到这一点,代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员着手开拓一种新型的机器量子存储器,该存储器具有足够长的存储时间,较高的读出效率以及在电信波长下事情的本领。他们设计的影象,颁发在《自然物理学》上的一篇论文中,可以最终使他们先前事情中开拓的具有量子效应的机器系统的实际实现成为大概。

“我们已经研究机器系统的量子效应已经有好几年了,而且在实现各类量子态方面已经很是乐成,

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,因此我们一直在将其推向量子信息处理惩罚偏向,” SimonGröblacher,研究小组举办了这项研究的TU Delft传授汇报Phys.org。“可是,要将个中一些设备用于量子信息处理惩罚,必需首先证明它们可用于构建量子中继器,而量子中继器的主要组件是量子存储器。”

当他们开始从事量子影象事情时,Gröblacher和他的同事们意识到,某些设备背后的机器谐振器可以支持很长的利用寿命。因此,他们但愿对其举办测试,以相识他们可以支持的存储时间,同时还需要观测其一致性(即,他们将慢慢裁减多久)。

“我们按照之前的事情设计了一个寿命为几毫秒的系统,然后对其举办了测试,发明其存储时间确实在两毫秒阁下。”Gröblacher说。“第二步,我们必需验证量子态及其相位信息在这段时间内得以保存。为此,我们建设了机器系统的叠加,并研究了叠加中的相位将如何跟着时间演化。”

当研究人员首次评估他们的量子影象时,他们发明其叠加态的衰变速度比整个寿命快。这远非出乎料想的功效,因为发明很多先前开拓的系统都泛起沟通的衰减模式。Gröblacher和他的同事着手进一步摸索这一发明,以便更好地相识这段短暂的去相干时间背后的机制。

Gröblacher说:“我们研究的总体方针是证明机器实际上可以用作量子影象,而且我们实现了这一方针。” “值得留意的是,这是任何人第一次证明这一点。”

Gröblacher和他的同事设计的量子存储器具有几个优势。主要利益之一是它是完全可工程的,这意味着它可以事情的光波长是可选的,因为系统的光学和机器共振是完全人工的。研究人员利用计较机对其举办了设计,然后相应地制造了该设备。

“很多量子系统凡是利用自然产生的共振,譬喻原子共振或稀土共振,将它们限制在某些波长上,”格罗布歇尔说。“另一方面,我们的设备是颠末全面设计的,因此我们可以选择在那边事情。在我们的研究中,我们选择1550纳米,因为我们但愿我们的系统可以或许在低损耗电信频段波长下事情。”

尽量很多先前开拓的量子存储器均取得了可喜的成就,但个中很少有可以或许在电信波长(约莫1550纳米)下事情的波长,该波长本质上是所有远间隔举办电信的波长。并且,可以或许在这些波长下事情的存储器要么很是巨大,要么利用寿命极短。

Gröblacher说:“我们可以或许证明我们的影象具有令人满足的影象寿命和连贯性,同时乐成地建设了叠加状态。” “其他现有的具有机器叠加状态的系统也有很大差异,我们是第一个通过光机器系统满意要害量子存储要求的公司。”

Gröblacher和他的同事建设的量子存储器仍然是观念的证明,可是其机能很是有前途。为了减轻这种影响,研究人员但愿在将来的研究中更好地领略为什么量子态的去相产生快于其寿命。

Gröblacher说:“我们想弄清楚如何制止这种短时的连贯性,也许是通过差异的设计来辅佐我们领略潜在的微观机制。” “另外,我们打算提高内存的整体效率(即,它可以写和读出状态的效率)。”

在接下来的几年中,Gröblacher和他的同事但愿他们可以或许进一步提高量子存储器的机能,以促进其实际应用。并且,他们提出的光学方案大概会引发其他量子存储组件的成长。研究人员的最终方针是利用他们建设的量子存储器来启用大型量子网络。

Gröblacher说:“我们存储器的主要应用将是量子网络或量子中继器的一部门。” “它的力学可以充当存储元件,使之可以或许与其他量子系统(譬喻超导量子位)成立毗连,这些量子系统很是擅上举办量子计较处理惩罚。我们认为将我们的系统用作殽杂量子系统很是有趣。这样的网络。”

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