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【鑽石糾纏在室溫】

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發表於 2013-6-15 14:34:51 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

鑽石糾纏在室溫

 


兩顆鑽石可以共享一個單一的聲子


相隔約15厘米的兩個鑽石已投入量子糾纏狀態。

在英國物理學家,進行的實驗中,在室溫下進行,並涉及創建於晶體的聲子(量化的振動)。


通過展示,可以實現量子糾纏在兩個大的和遙遠的鑽石在室溫下,研究小組已經提供了進一步的證據表明,一個實用的量子計算機可以在我們的掌握之中。


量子計算機利用純粹的量子現象,如疊加和糾纏,原則上應在一定的任務,能夠超越傳統計算機。


但是,建立一個實用的量子計算機仍然是一個挑戰,因為物理實體與外界的接觸,存儲和傳遞量子位(量子比特)的信息很容易被摧毀。


鑽石是一個材料,顯示了很大的希望,因為它包含量子計算量子系統是很好的保護環境。


據,例如,聲子,可以與來自外部源的光,但在一般不受隨機熱振動在材料本身之內。


原則上,量子信息可以被存儲在金剛石中發射激光脈衝創建一個聲子,被檢索到的信息通過發射與聲子相互作用的第二脈衝晚些時候。


此外,糾纏的光脈衝可以用來套住聲子在兩個不同的鑽石 - 這是在創建量子計算機可能最終是非常有用的。


拆分光子


在新的工作,在牛津大學的伊恩沃姆斯利和他的同事已經用了這樣一個套住兩個鑽石 - 每個約3毫米,整個計劃。


他們開始通過燒製的“泵”的激光脈衝在一個分束器,它發送的脈衝的一半在右側,而另一半在左邊的鑽石的鑽石。


當一個人在脈衝的光子遇到的分束器,量子力學要求,投入走得離開,已經光子的光子的疊加。


當這樣的光子撞擊的鑽石,部分能量可以被吸收,以建立一個聲子 - 原子在晶體中的高頻振動的。


由於聲子像服從量子力學的顆粒,鑽石留在右側的鑽石有聲子和左手的鑽石有聲子的疊加。


換句話說,鑽石兩種相同的聲子“共享”,這是一個標誌性的糾纏。


當一個聲子被創建時,原來的光子被重新在一個較低的能量發射。


這種“紅”的光子,然後檢測在這樣一種方式,一個聲子的鑽石在一個已創建的,但其中的兩個是,沒有透露物理學家知道。


換句話說,這個紅色的光子“傳令”的兩個鑽石的糾纏。


散落成藍色


聲子後很快被創建,第二個“探頭”脈衝發射到分光鏡,結果產生兩個脈衝同時到達兩個鑽石。


如果一個聲子的鑽石中,從第二脈衝的光子存在的,可以吸收聲子,從而提高它的能量,以建立一個“藍色”的光子。


因為這兩個鑽石是由一個單一的聲子的纏結,這是藍色光子的疊加可以由右手的鑽石或左手鑽石的發射。


這也證實了結合藍色的光從分光鏡兩個鑽石只創建一個光束疊加。成最後的分束器,在那裡它再次被分成兩束,然後發送該光束。


如果藍色光子確實是在左手側和右手的鑽石的疊加,它總是從一個特定的輸出端口的分束器。


如果光子的不疊加,都有一個相等的概率,它會從任何一個端口。


研究人員測量了藍色光子,都預示著一個紅色光子 - 發現,大部分的藍色光子從預期的端口出現兩個端口輸出。


這表明,藍色光子確實纏到一個單一的聲子的鑽石作為結果的疊加,根據Walmsley的。


皮秒足夠


整個過程 - 從糾纏之間建立的鑽石檢測探頭脈衝 - 持續僅為0.35 ps的。


這樣一個短的時間尺度是必要的,因為聲子僅約7 PS金剛石預計生存。


雖然這樣的聲子不能被用來存儲量子信息很長一段時間,它們可以被用來執行非常快速的量子計算,至少在原則上。


在英國布里斯托爾大學的傑里米·奧布萊恩調用的工作“巨大的發展”,進一步延伸中,我們可以看到量子糾纏和疊加效果,如對象的大小。


雖然實際應用中的工作可能不會立即明顯,奧布萊恩相信,它將捕捉物理學家有可能出現在未來的量子計算機和信息系統的想像力。


這項研究是描述在科學334 1253。


作者簡介


麥約翰斯頓是physicsworld.com主編

 

引用:http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/dec/02/diamonds-entangled-at-room-temperature

 

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