操縱光,設計光!創造具有可操縱量子特性的光

2021-01-09 博科園

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在發表在自然《npj量子信息》上的研究中，在光的量子操縱和控制方面取得的進步。研究論文包括來自科羅拉多州博爾德的國家標準與技術研究所、墨西哥和德國的研究所和大學的合著者，以及LSU的博士後研究員、Magaa-Loaiza博士的實驗量子光子學小組成員程龍佑。在量子水平上，出於工程目的，光仍然很難控制。Magaa-Loaiza表示：如果我們能夠控制光子波動和相關噪音。

然後可以進行更精確地測量，這項技術是新的，將改變這個領域。全世界的物理學家都在爭先恐後地開發技術，以便在足夠大的尺度上保持光的量子特性，以滿足實際需要。雖然物理學家到目前為止可以控制單光子和光子對的量子屬性，通過糾纏和「預知」(通過其中一個光子的知識，給出關於另一個尚未檢測到光子的相對確定知識)，促使強大應用程式的產生。

Magaa-Loaiza的團隊成功地演示了一種方法，可以生成具有相同強大屬性的光子群，稱為多光子狀態。通過減去一些光子，可以重塑波包的形狀，並人為地增加其中的光子數量。此外，儘管之前的科學家使用多個源產生了多光子狀態，Magaa-Loaiza團隊設法構建了一個單一的源來產生與糾纏雷射有相似之處的多光子包：這是一項重大的技術成就。但也許最令人印象深刻的是，研究揭示了Magaa-Loaiza團隊可以在一個單一設置中產生具有可操縱量子態的多種光。

Magaa-Loaiza表示：我真的認為我們正在做一些新的事情，我認為人們開始認識到這一點。除了產生單光子外，它們還可以產生具有所需性質的糾纏雷射和糾纏自然光(即太陽光)。如果能夠在這個基本水平上操縱光，就可以設計光。Magaa-Loaiza於2016年獲得羅切斯特大學(University Of Rochester)實驗量子光學博士學位，之後成為科羅拉多州博爾德國家標準與技術研究所的副研究員。於2018年8月加入了路易斯安那州立大學(LSU)的教職員工，領導了實驗量子光子學小組。

在量子計量學方面取得了令人興奮的進展，該小組正在使用糾纏光子的來源來開發多種量子技術。Magaa-Loaiza與You博士合著的一篇論文，題為「沒有預選擇和後選擇測量的多光子量子計量」，包括路易斯安那州立大學物理學家喬納森·道林(Jonathan Dowling)和幾位合作者的貢獻，被選為埃米爾·沃爾夫優秀學生論文競賽的獲勝者。其「使用條件測量的多光子量子態工程」論文發表在自然《NPJ量子信息》上。

博科園｜研究/來自：路易斯安那州立大學參考期刊《npj量子信息》DOI: 10.1038/s41534-019-0195-2博科園｜科學、科技、科研、科普關注【博科園】看更多大美宇宙科學哦

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