与光子纠缠的钙离子形成量子网络的可扩展节点

因斯布鲁克大学的研究人员创建了一个系统,在该系统中,将单个Qubit(存储在被困的钙离子中)都与单独的光子纠缠在一起。为了证明此方法的最多10 Quarbits的寄存器,该团队显示了一种易于扩展的方法,可以为链接量子计算机和量子传感器的新可能性提供了新的可能性。

来源:英国物理学家网首页
量子网络的强大节点。图片来源:Innsbruck大学Harald Ritsch

因斯布鲁克大学的研究人员创建了一个系统,在该系统中,将单个Qubit(存储在被困的钙离子中)都与单独的光子纠缠在一起。为了证明此方法的最多10 Quarbits的寄存器,该团队显示了一种易于扩展的方法,可以为链接量子计算机和量子传感器的新可能性提供了新的可能性。

作品在物理评论的信中发表。

已发布 物理评论信

量子网络通常被描述为Internet的未来,但它们不是在位传输经典信息,而是发送由光子携带的量子信息。这些网络可以启用超安全通信,将遥远的量子计算机链接到一台功能更强大的机器中,并创建精确的传感系统,可以以前所未有的精度测量时间或环境条件。

环境条件

要使这样的网络成为可能,所谓的量子网络节点(可以存储量子信息并通过光颗粒共享)。在他们的最新作品中,因斯布鲁克大学实验物理系的本·兰尼(Ben Lanyon)领导的因斯布鲁克团队在原型量子计算机中使用10个钙离子的字符串证明了这样的节点。

量子信息 钙离子

通过仔细调节电场,离子被一个一个一个一个一个一个移动到光腔中。在那里,一个细微的调谐激光脉冲触发了单个光子的发射,其极化与离子状态纠缠在一起。

该过程创建了一个光子流,每个流都与寄存器中的不同离子定量绑定。将来,光子可以传播到遥远的节点,并用于在单独的量子设备之间建立纠缠。研究人员达到了92%的平均离子 - 孔子纠缠忠诚度,这是一种强调其方法鲁棒性的精度。

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