保留微妙光子状态的量子路由器可能会推进量子技术

基于干涉仪的低损耗路由器在引导单光子和纠缠对时保持偏振。保留微妙光子状态的后量子路由器可能会推进量子技术,该技术首先出现在《先进科学新闻》上。

来源:Advanced Science News

保留微妙光子状态的量子路由器可能会推进量子技术

| 2025 年 11 月 1 日

安德烈·费尔德曼 2025 年 11 月 1 日

基于干涉仪的低损耗路由器在引导单光子和纠缠对时保持偏振。

量子信息技术正在稳步从理论走向实验,世界各地的研究人员都致力于研究安全通信网络和下一代计算的构建模块。日本的一项新研究报告了另一项重大进展:一种低损耗路由器,可以引导单光子和纠缠光子对,而不会损坏它们携带的脆弱信息。

该设备由东北大学和日本国家信息通信技术研究所的研究人员演示,是第一个将极低信号损失与保持编码量子信息的偏振(光波方向)的能力结合起来的设备。

“任意偏振单光子和纠缠光子的路由是扩大量子信息应用的关键技术,”该团队在《先进量子技术》上发表的研究中解释道。

先进的量子技术

为什么光子路由器很重要

量子通信网络和量子计算机的一些原型依靠光子来携带信息。与光束由数万亿个粒子组成的经典通信不同,这些系统通常使用单个光子,这使得它们既强大又脆弱。即使丢失一个也可能意味着丢失信息,而传输过程中引入的任何噪声都会快速扰乱微妙的量子态。

全新低损耗设计

测试表明,路由器的损耗仅为 0.057 分贝(约 1.3%),并且在短短 3 纳秒内切换光子路径,同时运行时几乎没有增加任何噪音。

挑战和后续步骤

用于电信波长的单光子和纠缠光子的低损耗保偏路由器