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美国科学家制造出混合粒子有助构建功能强大的量子通信系统《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:59:56 阅读: 来源:手提秤厂家

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7月7日, 据物理学家组织网报道,美国科学家在最新一期《自然》杂志撰文称,他们用激光摇动电子,制造出了由部分原子和部分光组成的混合粒子,其拥有多种新行为。除了解物质在量子尺度上的表现之外,这项工作有望帮助科学家创建功能更强大的计算机甚至量子通信系统。

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,近来这门学科已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理,并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

最新研究负责人、芝加哥大学的乔纳森·西蒙教授领导的实验室一直试图打破物质和光之间的藩篱,以研究它们的基本属性。用光制造物质的一个步骤是,制造出彼此能像物质一样相互作用的光子。但一般情况下,光子以光速拉伸,根本不会相互反应。研究负责人之一、博士后研究员罗根·克拉克说:“为了使光子相互碰撞,我们使用原子作为‘中间人’。但是由于光子只与电子轨道处于非常特殊能级的原子相互作用,因此,我们希望制造出处于我们所需能级的电子轨道的副本。

克拉克已经开发出了摇动量子材料的操纵技术——弗洛凯工程法。现在,他利用这一方法,摇动电子来制作特定的副本。通过改变激光场的强度,让其与原子共振精确调谐,它们可以改变电子的轨道。而且,通过周期性地改变该强度来摇动电子的轨道,他们获得了期望的副本。

通过让光子与这些摇动的原子相互作用,该团队创造了所谓的“弗洛凯极化子”。这是一种准粒子,部分是光,部分是原子,与普通光子不同,其彼此之间的相互作用非常强烈,这些相互作用对于用光制造物质至关重要。

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