3833金沙官网物理学家成功调控光子形状 制造光腔装载效率最高纪录

19-11-2014

3833金沙官网(科大)物理系副教授杜胜望及其研究TEAM,成功调控光子形状,令光腔装载效率大幅提升至百分之八十七,为现今最高纪录。这科学上的突破有望推动实现基于腔量子电动力学的高效量子信息网路,并为将来的量子信息发展奠定底子。有关研究成果近日刊登于物理学的万国权威刊物《物理评论快报》。

2012年诺贝尔物理奖的一半授予了塞尔日·阿罗什的腔量子电动力学的work。在基于腔量子电动力学的量子信息网络中,光子来回于光腔间飞行,载有量子信息的光子被光腔捕获下,进行量子计算和信息传递。然则,要捕捉光子及将光子装载在光腔中并不匆子 侄茫蛭诠庾咏牍馇坏墓讨校赡鼙环瓷浠蛑苯哟┕馇弧T谝酝难芯恐校庾哟幼杂扇萘吭厝牍馇坏男试疾怀俜种十。

杜教授及其TEAM揭示了光子在光腔里波粒二相的奇特量子行为。他们的光腔由两面反射镜组成,此道一面镜子的反射率接近百分百,另一面的反射率较低,用来接受光子。研究发现,相对于一个特定的光学腔,光子有一个优化的波形;处于该优化波形的光子可以被光腔百分之百地接纳,而不会从入口处反射回去或逃离。杜教授及其TEAM通过改动光子形状和利用其波动量子干涉效应达到鹄的。

杜教授解释,他们采取应用一个「传告」的Plan,利用镭射激发一团铷的冷原子产生纠缠的光子对,通过对此道一个光子的测量,剩下的光子就处于一个被「传告」的条件单光子态,这光子的波形,既可通过把握激发镭射的参数来调控,也可被「传告」下用外加的调制器改动。杜教授及其TEAM首次运用该 技术实现 ,实现了破纪录的百分之八十七光腔装载效率,为将来的量子信息发展奠定底子。

杜胜望教授于2008年加入科大,并于2011年获科大理学院颁发杰出研究奖。杜教授毕业于南京大学,并在北京大学取得物理学硕士学位,亦于美国科罗拉多大学波尔德分校取得机电工程硕士与物理学博士学位。他加入科大上,曾于美国史丹福大学担任博士下研究学者。

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 杜胜望教授(左)、物理学系讲座教授雷明德教授(中)及研究TEAM。
杜胜望教授(左)、物理学系讲座教授雷明德教授(中)及研究TEAM。
 科大物理学家成功调控光子形状,制造光腔装载效率最高纪录。
科大物理学家成功调控光子形状,制造光腔装载效率最高纪录。
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