德博恩大學(xué)的研究人員使用了一種新方法來確定光學(xué)(即基于光的)量子態(tài)的特性。他們第一次使用某些光子探測器(可以探測單個光粒子的設(shè)備)進(jìn)行所謂的零差探測。
表征光量子態(tài)的能力使該方法成為量子信息處理的重要工具。例如，準(zhǔn)確了解這些特性對于量子計算機(jī)的使用非常重要。研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在專業(yè)期刊Optica Quantum 上。
“零差檢測是量子光學(xué)中常用的一種方法，用于研究光學(xué)量子態(tài)的波狀性質(zhì)，”物理系帕德博恩介觀量子光學(xué)工作組的 Timon Schapeler 解釋道。他與 Maximilian Protte 博士一起使用該方法研究了所謂的光學(xué)量子態(tài)的連續(xù)變量。這涉及到光波的可變特性。例如，這些可以是振幅或相位，即波的振蕩行為，這對于光的定向操縱等非常重要。
光子探測的突破
物理學(xué)家首次使用超導(dǎo)納米線單光子探測器進(jìn)行測量——目前最快的光子計數(shù)設(shè)備。通過特殊的實驗裝置，兩位科學(xué)家證明，具有超導(dǎo)單光子探測器的零差探測器對輸入光子通量具有線性響應(yīng)。翻譯過來，這意味著測量的信號與輸入信號成正比。
“原則上，超導(dǎo)單光子探測器的集成在連續(xù)變量領(lǐng)域帶來了許多優(yōu)勢，尤其是內(nèi)在的相位穩(wěn)定性。這些系統(tǒng)還具有幾乎 100% 的片上檢測效率。這意味著在檢測過程中不會丟失任何粒子。我們的結(jié)果可以使開發(fā)具有單光子敏感探測器的高效零差探測器成為可能。”Schapeler 說。
使用連續(xù)的光變量為量子信息處理開辟了新的、令人興奮的可能性，超越了量子比特(量子計算機(jī)的常用計算單元)。
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