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波分復用將信號分解成頻率略微不同的更小的包后一起發(fā)送，然后在接收端將各種頻率的載波分離恢復成原信號。 研究人員在實驗中證明，在室溫金剛石量子內(nèi)存中可實現(xiàn)單光子的頻率和帶寬轉(zhuǎn)換。金剛石量子存儲器的工作原理在于，將光子轉(zhuǎn)換成金剛石中碳原子的特定振動，適用于許多不同顏色光的這種轉(zhuǎn)換，將允許對光進行廣譜操縱。金剛石的能量結(jié)構(gòu)允許其以很低的噪聲在室溫下實現(xiàn)。
在中國，“北京—濟南—合肥—上海”量子通信干線已經(jīng)建立。 但無論是近地面空氣還是光纖玻璃都容易阻擋和吸收光子。因此跨越大氣層的衛(wèi)星量子通信方案很吸引人。即將發(fā)射的中國量子衛(wèi)星質(zhì)量約600千克，由長征—2D火箭運載，運行于500千米太陽同步軌道。衛(wèi)星攜帶的一塊晶體將制造激光和一對糾纏光子，并且將他們分發(fā)到兩個地面站。
10公里外的東風發(fā)射場發(fā)射塔架下，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星正在準備，將于近日發(fā)射。它是中國科技開始引領(lǐng)世界的一個象征。 “這是首顆有量子能力的衛(wèi)星，是朝向未來量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要一步?！绷孔油ㄐ艑W權(quán)威，維也納大學教授蔡林格（Anton Zeilinger）告訴科技日報記者，在量子衛(wèi)星的太空競賽中，“中國肯定是唱主角?！?此次蔡林格教授也來到了酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心觀看發(fā)射。他認為：“在太空的挑戰(zhàn)，是設(shè)備必須足夠可靠。
量子點是通過分子束外延方法制備的半導體量子器件，又被稱為“人造原子”，原理上可以為量子信息技術(shù)提供理想的單光子源。為了能夠真正用于可擴展、實用化的量子信息技術(shù)，單光子器件必須同時滿足三個核心性能指標：單光子性、高全同性（即基本粒子的內(nèi)。
該發(fā)現(xiàn)為單光子量子計算的出現(xiàn)鋪平了道路。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《納米快報》雜志上。 到目前為止，不少研究團隊已經(jīng)能用數(shù)個光子在小規(guī)模上進行光學量子計算，“線性光學量子計算”的可行性已獲充分證明，但單光子量子計算仍然鮮有涉及。
當為光子對拍照時，研究人員拉多斯瓦夫·夏拉皮凱威克茲和邁克爾·賈徹拉注意到雙光子干涉現(xiàn)象。在雙光子干涉中，當進入分束器時，可區(qū)別的光子對隨機地活動，但不可區(qū)別的光子對則表現(xiàn)出量子干涉，這影響了它們的行為：這些光子對要么被一起傳輸，要么被一起反射。 夏拉皮凱威克茲說：“我們想知道，雙光子量子干涉是否同全息術(shù)中的經(jīng)典干涉一樣，可用狀態(tài)已知的光子進一步獲得狀態(tài)未知光子的信息。
20世紀40年代的研究已經(jīng)證實，人類被試對象能報告出低至幾個（5個到7個）光子的光信號。然而，人類能否感知到單光子，至今仍然是個懸而未決的問題。此前對青蛙視網(wǎng)膜上的單個桿狀細胞開展的實驗表明，桿狀細胞會對單個光子作出反應(yīng)。但由于視網(wǎng)膜也會對信息進行處理，以減少噪音造成的“虛假警報”，所以對視網(wǎng)膜發(fā)射單個光子，不一定能成功轉(zhuǎn)化為信號傳送到大腦，讓被試者意識到有光存在。
能快速釋放光子并在原子間低損耗地傳輸光子是量子計算中信息處理至關(guān)重要的一步。 研究人員發(fā)現(xiàn)，銣原子非常適合這一研究，但鋇、鈣和銫原子也能被植入人造晶體內(nèi)。盡管得到的人造晶體是一維的，但或許也能用此方法制造出二維、三維量子超材料晶體結(jié)構(gòu)。 嘉哈強調(diào)稱，最新研究將“超冷原子”同超材料研究結(jié)合在一起，“這種聯(lián)姻解決了超材料平臺面臨的一些重大挑戰(zhàn)?！睆埾鑴t表示：“最新研究有望為量子光與超材料交互開辟新領(lǐng)域。
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