【光子極化量子在梳子原子存儲】

明道

【光子極化量子在梳子原子存儲】

 

量子信息存儲

三個獨立的物理學家團隊已創建了第一個固態量子記憶存儲光子的偏振態。

雖然每個系統使用不同的材料，它們都是基於“原子梳”的概念 - 即一個光子被儲存在一個集體內的固體原子激發。

量子比特的存儲光子已經被證明是不錯的選擇，因為他們可以長途旅行，不與周圍環境相互作用的量子位（量子比特）的信息傳輸。

他們的另一個優點是，與“1”代表水平極化和垂直例如，“0”，一個光子的偏振態的量子信息可以存儲在。

不幸的是，這是很難使量子存儲器，可以存儲光子的量子比特，這一直是壞消息的人希望使量子計算機，或建立“量子中繼器”，使長距離傳輸量子信息。

物理學家都一直能夠以創建固態存儲器，可以存儲和重新放出基於光的時空屬性量子比特 - “1”為1光子和它的缺席“0”的存在，例如， - 但不是光子的極化本身。

一個問題是，許多固體往往造成bifringence - 折光效果，沿不同的路徑發送不同偏振的光。

另一個障礙是，許多固體材料吸收光線的程度取決於光的偏振。

底線是，這是很困難，使存儲設備任意極化量子比特。

三重雙管齊下

要圍繞這個問題，三組參加了令人驚訝的簡單方法。兩支球隊 - 傳范蠡領導在合肥中國科學技術大學，由Mikael Afzelius在日內瓦大學等 - 他們的記憶中，從兩個相同材料的晶體，是旋轉90度對方。

同時使用一個晶體，但在巴塞羅那，西班牙，雨果·Riedmatten和同事的光子科學研究所入射光分成兩個單獨的光束，其中有90度的偏振旋轉。

通過晶體的兩束，然後發送，和新興的旋轉光束，然後旋轉回原來的極化是重組前的兩束。

在所有這三種情況下，基本的想法是相同的 - 旋轉90度的晶體或光偏振，bifringence和定向吸收的問題，有效地消除。

量子信息存儲在每一種情況下，“原子頻率梳”（亞足聯） - 首次發現於2009年在日內瓦大學的一個團隊，其中包括Afzelius和德Riedmatten的現象。

一個亞冠集體激發的原子晶體，其中包括大量的頻率，同樣間隔的梳子齒一樣，在能源模式。

漂流了相

存儲過程開始時，被吸收的光子激發亞足聯模式。

的模式，然後演變的時間等，他們漂互相淘汰。

雖然發生這種情況，亞足聯是無法重新放出光子。

然而，經過一段時間的固定金額 - 通常是幾十或幾百個納秒的視物 - 梳模式是在第一階段，彼此光子與吸收的光子相同極化重新發射。

日內瓦和巴塞羅那團體使用矽酸釔，摻釹和镨，分別為合肥隊，而原釩晶體摻釹釔晶體。

這三支球隊目前正在努力改善他們的設備。

李鵬說physicsworld.com合肥隊是如何在幾個不同的量子記憶存儲多光子極化糾纏。

afzelius的團隊正在研究如何通過使用不同的材料，這是非常重要秒的儲存時間，實際的量子中繼器需要存儲的時間可以延長到毫秒甚至第二時間表。

與此同時，在巴塞羅那Riedmatten德和他的同事們正在尋找如何可以轉移到亞足聯激發了堅實的自旋激發-一個過程，他們認為可以用來提高存儲時間為幾秒鐘。

這項研究是描述在三個文件的“物理評論快報”。

關於作者

約翰斯頓是麥編輯physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/may/16/photon-polarization-qubits-stored-in-atomic-combs