本文提出了一种新方案,通过对二维信息载体进行编码,实现动态湍流介质中高保真安全的自由空间光信息传输。将数据转换成一系列二维图案作为信息载体。开发了一种新的差分方法来抑制噪声,并生成一系列随机密钥。将不同数量的吸收滤波器任意组合放置在光通道中,以生成具有高度随机性的密文。实验证明,只有使用正确的安全密钥才能检索明文。实验结果表明,所提方法可行有效。所提方法为在自由空间光通道中通过动态湍流介质实现高保真光信息传输开辟了一条途径。
量子计算有望为医学,材料和网络安全提供革命性的功能。有几个平台以有望作为可行的量子计算体系结构,最终的赢家仍不清楚。光量子计算提供了室温运行和巨大可扩展性的诱人承诺。这项技术已远远超出了其单光子的起源,它涵盖了更健壮和有趣的光线状态,这些状态具有量子信息载体,具有内置的抗折叠力。这些所谓的骨器代码与像连续变量的群集状态这样的明显可扩展体系结构结合使用,将具有光学系统的耐故障量子计算带入触手可及。缺失的碎片在实验室实验和用作信息载体的外来状态的光学生产中挤压足够高。在本演讲中,我将概述光学量子计算的可伸缩性和容错性的最新关键进展。
量子计算利用量子力学来彻底改变计算,但是量子控制和可伸缩性的挑战持续存在。磁性天空,有弹性的拓扑自旋纹理,通过其螺旋性作为量子信息载体提供了承诺。这个提出的项目探索了Skyrmion Helicity Dynamics,以开发精确的量子控制,减轻矫正性并使用镁和空腔光子启用纠缠,从而为基于Skyrmion的量子平台奠定了基础。关键字
两级系统(量子比特)和量子谐振子在这一物理学中发挥着重要作用。量子比特是信息载体,而振荡器充当将量子比特连接在一起的存储器或量子总线。将量子比特与振荡器耦合是腔量子电动力学 (CQED) 和电路量子电动力学 (Circuit- QED) 的领域。在微波 CQED 中,量子比特是里德堡原子,振荡器是高 Q 腔的一种模式,而在电路 QED 中,约瑟夫森结充当人造原子,扮演量子比特的角色,振荡器是 LC 射频谐振器的一种模式。
光子是理想的信息载体,因为它们之间的超快传输速度和最小的相互作用。光子携带的信息按频率,振幅和相位调制编码为波。通过右圆极化分类的光学手性提供了额外的编码能力。1特别是将光的手性与单光子发射结合起来,为量子光学的研究创造了新的最前沿。单光子源为在单Quanta级别操纵光与互动的网关打开了网关。量子状态的叠加和纠缠特性的研究增强了安全的通信和量子计算。从这个角度来看,我们重点介绍了手性光生成器的最新进展,并讨论了将手性单光子用于未来应用的可能性。
光子作为信息载体,使得使用线性光学装置实现单量子比特门成为可能,但由于光子之间不直接相互作用,因此纠缠操作的设计很难实现。有一种流行的 KLM 方案 [1],其中使用测量作为替代相互作用及其改进版本 [2, 3] 与隐形传态,这大大提高了效率,并且该方案还有许多用于原子的选项(例如,参见 [4])。然而,在实验中使用经典概率方案对单粒子量子门的效率提出了更高的要求,至少在理论上是可能的。使用经典概率掩盖了量子计算机的主要问题:相干性如何在不同粒子的复杂系统中体现?
我们预测在两种惰性气体元素凝聚相(固态氖和超流体氦)界面处将出现一种新的量子电子结构。注入该界面的过量电子将其波函数自限制在纳米圆顶结构中。其尺寸随压力而变化,光学跃迁覆盖宽广的中红外光谱。这些电子的集合可以形成经典的维格纳晶体,类似于三角晶格上的量子点阵列。在超快激光照射下,这种维格纳晶体可以在皮秒时间尺度上表现出超辐射的量子光学现象。超长的自旋相干时间和微米级确定性可配置性使该系统中的电子可以充当量子信息载体。它们的自旋状态可以由片上单电子器件控制和读出。
摘要:将声子视为不同类型的量子系统之间的连贯中介。工程的纳米级设备,例如光力机械晶体(OMC),提供了一个使用声子作为量子信息载体的平台。在这里,我们演示了钻石中的OMC,专为声子与硅空位(SIV)自旋之间的相互作用而设计。使用Millikelvin温度下的光学测量值,我们测量6 GHz声学模式的线宽度为13 kHz(Q因子约为4.4×10 5),在GHz频率范围内的钻石记录在硅硅频率范围内,在Silicon中的最大程度上的线路宽度范围内。我们研究了这些设备中的SIV光学和自旋特性,并概述了通向连贯的自旋 - 声子界面的路径。关键字:光学力学,硅空缺,钻石,声子
摘要量子状态的相是用于量子电信,信号处理和计算的重要信息载体。量子相估计是在量子水平上提取和控制有用信息的基本操作。在这里,我们分析了量子相估计的各种方法时,当表征量子过程的相参数被刻在连接到用作探针信号的量子状态的相对相中。估计方法基于信号处理的标准概念(傅立叶变换,最大似然),但在量子领域中运行。我们还以经典和量子形式利用了Fisher信息,以评估每种量子相估计方法的性能。我们证明了可以通过优化的量子纠缠获得的,可以通过经典地获得增强的估计性能。超出对量子相估计的意义,结果说明了信号处理的标准概念如何有助于量子信息和量子技术的持续发展。