0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

量子位纠缠已经拥有该技术,可以处理不受信道影响的自由度

中科院半导体所 来源:中科院半导体所 作者:中科院半导体所 2020-09-24 17:15 1778次阅读

混沌的光斑:光被诸多如多模光纤之类的复杂介质扰乱后而产生的图案

在使纠缠光通过一条2米长的多模光纤之后,研究人员成功地将该纠缠光恢复到了原状。

通过无序(或“复杂”)介质(如大气雾气或多模光纤)的光会以已知方式散射。结果就是,光携带的信息虽然能够得以保留,但会失真。因此,需要额外的步骤来获取这些信息。当传输的是纠缠光时,这就变得十分棘手,因为介质会扰乱量子相关性。状态被“加扰”,要找回原来的纠缠态就必须得先“解扰”。

纠缠解救纠缠

为理解复杂介质,物理学家使用传输矩阵(即一个二维复数阵列),来预测任何物质通过介质后的结果。传输矩阵理论,再加上技术中的一些关键发展,直至最近才使得经典光可通过复杂介质传播。在这项研究中,爱丁堡的研究团队将传输矩阵的概念,拓展应用到了量子光学领域。

一种被称为“信道状态对偶性”的属性让研究人员得以仅使用一个量子纠缠态(一对属性相互关联的光子),作为探针来提取介质的完整传输矩阵。这与构建矩阵的经典方式不同。经典方式须让多个光探针穿过介质,来获得完整的矩阵。

当他们知道介质如何加扰信息后,研究人员就可以使用相同的矩阵来消除介质的影响。在这里,纠缠又一次使出了巧妙花招:和解扰通过光纤的光不同,研究人员可以加扰其“纠缠孪子”,从而无需穿过介质就可以得到相同的结果。他们使用名叫“空间光调制器”(SLM)的设备对光进行加扰。该设备可以影响光场分布。

处理更高维度

与二维量子位相比,高维度纠缠态具有更大潜力,因为它们可以携带更多信息,对噪声也具有更强的鲁棒性。但是这些状态也更容易受到环境变化的影响。

该研究通过对空间中六维纠缠态保留的描述,解决了量子光学中的一个重大难题。“量子位纠缠已经拥有该技术,可以处理不受信道影响的自由度(如偏振化)。但是,当涉及到高维度纠缠态时,空间模式编码就存在很多问题,”马利克解释说。像波前畸变这样简单的东西也可能会扰乱信息。

为创建和测量高维度纠缠态,物理学家经常使用的一个概念叫做空间自由度。在这项研究中,研究小组以空间“像素”为基础。他们将连续的位置空间划分为离散的区域或像素。这样一来,如果在一个结构中的第一个像素内检测到光子,那么在另一个结构中的第一个像素内也应该能检测到这个光子的纠缠孪子。像素的数量决定了系统中可能发生的最大纠缠维度。像素基点在质量、速度和维度方面,表现都十分出色。更重要的是因为,空间光调制器可以实现精确且无损的控制。

对量子技术的影响

除了增加纠缠态的维度和解决长光纤中的色散等问题之外,该研究团队也在探索,如何将复杂信道等同于量子态的想法应用于简化携带大量信息量子态的测量。

研究团队还在他们的论文中提到,该技术甚至可以用于在生物组织等动态介质中传输高维度纠缠。纠缠光也可以通过两个独立的信道发送,控制其中任一一个信道都可以影响整个状态,当然也就会影响另一个信道。研究人员写道:“这种功能或许可以在量子网络场景下或非侵入性生物成像中发挥作用。因为在这些情况下,触达复杂系统的每一个部分可能不太现实。”

责任编辑:xj

原文标题:纠缠本身不会纠缠光

文章出处:【微信公众号:中科院半导体所】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 光学
    +关注

    关注

    3

    文章

    754

    浏览量

    36310
  • 量子
    +关注

    关注

    0

    文章

    480

    浏览量

    25515
  • 光斑
    +关注

    关注

    0

    文章

    6

    浏览量

    6701

原文标题:纠缠本身不会纠缠光

文章出处:【微信号:bdtdsj,微信公众号:中科院半导体所】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    相关推荐

    量子通信的基本原理 量子通信网络的构建

    量子通信的基本原理 1. 量子叠加原理 量子叠加原理是量子通信的基础之一。在量子力学中,一个量子
    的头像 发表于 12-19 15:50 678次阅读

    H60.XYZTR5六自由度并联机构

    、生物科技等微纳操作领域。 H60.XYZTR5六自由度并联机构 H60.XYZTR5系列六自由度并联机构压电纳米定位台,是X、Y、Z、θx、θy、θz六轴运动定位台,内置高可靠性压电陶瓷作为驱动源,通过六支压电促动器的协调伸缩,配合先进的控制算法
    的头像 发表于 11-21 10:33 246次阅读
    H60.XYZTR5六<b class='flag-5'>自由度</b>并联机构

    基于time-bin量子比特的高速率多路纠缠源——PPLN晶体应用

    基于time-bin量子比特的高速率多路纠缠源PPLN晶体应用随着量子计算的不断发展,对于现代公钥加密的威胁也逐渐明显起来。而量子密钥分发(QKD)是克服这一威胁的方法之一,通过允许在
    的头像 发表于 08-30 12:27 228次阅读
    基于time-bin<b class='flag-5'>量子</b>比特的高速率多路<b class='flag-5'>纠缠</b>源——PPLN晶体应用

    【《计算》阅读体验】量子计算

    纠缠,测量其中一个,另一个的状态也将随之发生变化,这种变化的影响无关距离。 量子纠缠如今已经成为量子信息理论的基础,
    发表于 07-13 22:15

    基于FPGA EtherCAT的六自由度机器人视觉伺服控制设计

    和增强系统处理图像的实时性,本文提出了一种伊瑟特的六自由度机器人视觉伺服控制系统,将摄像头集成到基于 Zynq的伊瑟特主站上,提高了视觉伺服的实时性.经测试,平台能够对视觉检测目标的变化做出及时的反应
    发表于 05-29 16:17

    中国科大成功构建高纠缠效率城域三节点量子网络

    现有的单光子传输量子密钥网络已经相对成熟。为了拓展到分布式量子计算和量子传感器等领域,我们需要借助量子中继
    的头像 发表于 05-16 11:26 710次阅读

    基于FPGA的六自由度机器人视觉伺服控制方案设计

    ​ 机器人视觉系统的硬件选择直接影响图像采集,图像的质量和后期的处理,并影响整个控制系统的实时性,所以应根据要求和这些硬件性能,严格选择硬件。基于伊瑟特的六自由度机器人视觉伺服控制系统主要包括摄像头、Zynq、存储、显示、通信等模块。
    发表于 04-24 10:31 518次阅读
    基于FPGA的六<b class='flag-5'>自由度</b>机器人视觉伺服控制方案设计

    量子纠缠探测与大小估算研究新突破

    量子纠缠作为量子理论的基石,也是量子信息领域的宝贵资源。在实验过程中,有效的纠缠探测和衡量对实现众多关键信息任务,譬如如何高效地利用
    的头像 发表于 04-02 09:34 391次阅读

    量子计算机重构未来 | 阅读体验】 跟我一起漫步量子计算

    首先感谢发烧友提供的试读机会。 略读一周,感触颇深。首先量子计算机作为一种前沿技术,正逐步展现出其巨大的潜力,预示着未来社会和技术领域的深刻变革。下面,我将从几个方面探讨量子计算机如
    发表于 03-13 19:28

    量子

    当我们谈论量子计算机时,通常是在讨论一种利用量子力学原理进行计算的全新计算机系统。与传统的计算机使用二进制(0和1)来表示数据不同,量子计算机使用
    发表于 03-13 18:18

    量子计算机重构未来 | 阅读体验】+ 了解量子叠加原理

    逻辑门,但是它们可以操作叠加态和纠缠态。 量子计算机的计算能力主要来自于量子比特的叠加特性,通过操纵量子比特的叠加态,
    发表于 03-13 17:19

    量子计算机重构未来 | 阅读体验】+量子计算机的原理究竟是什么以及有哪些应用

    计算的基本原理,利用了量子的叠加态的特性。然后量子计算如何实现信息的传递呢,使用了量子纠缠的特性。书中2.1.4章节进行了介绍,书中举得手势的例子也比较有意思比较好懂。 通过以上
    发表于 03-11 12:50

    量子计算机重构未来 | 阅读体验】第二章关键知识点

    ,就相当于调整输出的手指朝向。而这个计算方法,刚好就是量子力学中的量子纠缠。而量子纠缠,就有可能将之前计算很麻烦的问题进行简单计算,从而达到
    发表于 03-06 23:17

    量子计算机重构未来 | 阅读体验】+ 初识量子计算机

    感觉量子技术神奇神秘,希望通过阅读此书来认识量子计算机。 先浏览一下目录: 通过目录,基本可以确定这是一本关于量子计算机的科普书籍,主要包括
    发表于 03-05 17:37

    无线自由:探索AGV无线充电技术自由度优势

    随着技术的不断进步,电磁场模拟、智能化算法与物联网技术的融合和集成,将进一步扩展AGV无线充电的自由度。无线充电不仅仅作为一种供能手段,更成为实现AGV高效、智能化运营的核心部件。这些技术
    的头像 发表于 01-19 11:22 578次阅读