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物质与光之间的信息量子传输取得了突破

时期:2021-06-05 21:53 点击数:
本文摘要:从惯性到具备前所未有的速度的飞行中量子比特这一由蒙特利尔综合理工学校和法国国家科学研究院已完成的伟业使我们朝着通过量子原理来传输信息的时代又将近了一步。 一篇为题《与ZnSe中的Te等电子中心初始化的空穴磁矩的高逼真度和超快初始化》的文章最近公开发表在了《物理评论快报》杂志上。在一种大家熟悉的半导体材料硒简化锌上建构出有量子比特,有可能在支配纳米尺度物质的不道德的量子物理学和以光的速度已完成的信息传送之间产生一个界面,从而为量子通信网络的产生铺平了道路。

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从惯性到具备前所未有的速度的飞行中量子比特这一由蒙特利尔综合理工学校和法国国家科学研究院已完成的伟业使我们朝着通过量子原理来传输信息的时代又将近了一步。  一篇为题《与ZnSe中的Te等电子中心初始化的空穴磁矩的高逼真度和超快初始化》的文章最近公开发表在了《物理评论快报》杂志上。在一种大家熟悉的半导体材料硒简化锌上建构出有量子比特,有可能在支配纳米尺度物质的不道德的量子物理学和以光的速度已完成的信息传送之间产生一个界面,从而为量子通信网络的产生铺平了道路。

  经典物理与量子物理  在当今的计算机中,经典物理起着统治者起到。数十亿的电子一起工作,以产生一个信息位:0代表不不存在电子,1代表不存在电子。

在量子物理学中,单电子是选用,因为它们展现出出有了一个难以置信的属性:电子的给定可以为0或1或这两种状态的给定变换态。这就是量子比特,经典比特在量子世界中的等效物。

量子比特为研究者获取了难以置信的可能性。新的研究成果为量子通信网络的产生铺平了道路。  一个电子环绕着自身转动,类似于一个转动的陀螺。这就是磁矩。

通过产生磁场,该磁矩的指向不会向下,向上,或同时向下和向上从而构成一个量子比特。还有更佳的,我们可以用于电子的缺陷来替换电子;这就是物理学家称作空穴的东西。

和它的近亲电子一样,空穴也具备磁矩可以构成量子比特。量子比特本质上是一个薄弱的东西,因此它们必须一个类似的环境。  硒简化锌,碲掺入:世界首例  硒简化锌,或者叫ZnSe,是一种原子被准确排序的晶体。它也是一种半导体,很更容易人为地引进碲杂质硒在元素周期表中的一个近亲,在碲杂质上空穴被束缚,就像玻璃中的气泡一样。

  这个环境保护了空穴的磁矩我们的量子比特并有助在长时间内维持量子比特的量子信息的准确性;这就是相干性时间,这是世界各地的物理学家仍然在企图通过一切有可能的手段来缩短的时间。自由选择硒简化锌是有目的的,因为它可以获取所有的半导体材料所能获取的最安静的环境。

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  蒙特利尔综合理工学校和法国国家科学研究院,一个团队的希望  PhilippeSt-Jean,SbastienFrancoeur小组的一名博士研究生,使用一个激光器产生的光子来唤起空穴并记录量子信息。为了加载信息,他用激光再度唤起空穴然后搜集所升空的光子。

获得的是惯性的量子比特编码在被晶体俘虏的空穴的磁矩和飞行中量子比特以光速飞行中的光子之间的一个量子信息传送。  这一新技术表明,以一种比目前所有的方法都慢的方法产生量子比特是有可能的。事实上,只必须几百个皮秒,或将近1个纳秒,就不足以从一个飞行中量子比特飞到一个静态量子比特,反之亦然。  虽然这一成就的前景很好,但是在量子网络可以用来展开无条件安全性的银行交易或创建一个需要继续执行最简单计算出来的量子计算机之前,还有很多的工作要做到。

这是SbastienFrancoeur的研究小组将之后研究的艰难任务。  加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)资助了Francoeur先生和他的团队的研究。


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