现代量子技术向前迈出的一步任意波长下单光子的频率转换
分子振动的时空全息图是通过受刺激的拉曼散射在气体中产生的。然后,该全息图用于单光子的高效,保持相关性的频率转换。图片来源:NicolasJolyMaxPlanckInstitutefortheScienceofLight
光的量子光子构成了现代加密网络中量子密钥分发的基础。然而,在量子技术的巨大潜力完全实现之前,仍然存在一些挑战。现在已经找到了其中之一的解决方案。
在发表在《科学》杂志上的一篇论文中,由DavidNovoa,NicolasJoly和PhilipRussell领导的团队报告了基于充满氢气的空心光子晶体光纤(PCF)的单光子频率上转换的突破。首先,通过受激的拉曼散射在气体中产生分子振动的时空全息图。然后,该全息图用于单光子的高效,保持相关性的频率转换。该系统在可调压的波长下运行,这使得量子通信可能很有趣,因为在与现有光纤网络兼容的波长下,无法区分的单光子的有效源不可用。
该方法结合了量子光学,基于气体的非线性光学,空心PCF和分子振动的物理特性,形成了一种有效的工具,可以在从紫外线到中红外的任何光谱带中运行这是现有技术无法实现的超宽工作范围。这些发现可用于开发量子通信和量子增强成像等技术中基于光纤的工具。