奧地利因斯布魯克大學團隊在量子網絡領域取得突破性進展

编辑者: Veronika Radoslavskaya

奧地利因斯布魯克大學的研究團隊在量子網絡領域取得了重大突破,成功將十個獨立的量子位元(qubits)與個別光子進行糾纏。這項發表於《物理評論快報》的劃時代研究,為可擴展地互聯量子處理器提供了新的途徑。

由Ben Lanyon教授領導的團隊,利用實驗室中的鈣離子鏈作為量子位元載體。透過精確控制電場,研究人員將每個離子逐一導引至光學腔內。在腔內,一束精準調控的雷射脈衝觸發了單一光子的發射,這個過程將光子的極化狀態與其對應離子的量子狀態進行了糾纏,從而產生了一系列與獨立離子量子位元相關聯的光子流。

此項技術達成了平均92%的離子-光子糾纏保真度,顯示了其高度的穩定性與可靠性。該方法的一大優勢在於其可擴展性,能夠輕易地擴展至包含數百個離子的更大系統。這對於在不同地點之間建立量子處理器的互聯至關重要。

這項技術的潛力不僅止於量子網絡。它還能顯著提升光學原子鐘的精確度。透過量子網絡將這些高精度原子鐘連結起來,有望建立一個前所未有的全球時間標準系統。這種精確度之高,足以在宇宙的年齡尺度上,誤差僅在一秒之內。

此研究獲得了奧地利科學基金會(FWF)和歐盟等機構的財政支持,標誌著量子技術發展的重要一步。此項成果為未來量子通訊、分散式量子計算以及大規模量子感測奠定了堅實基礎,預示著一個更緊密互聯的量子時代即將來臨。此技術的進展也與全球對量子互聯網的積極建構相呼應,例如思科等公司正致力於開發量子網絡糾纏晶片,以加速量子計算的實際應用,並預計在未來5到10年內實現影響深遠的量子應用。

來源

  • SciTechDaily

  • Physical Review Letters

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