《首次,光-原子纠缠芯片研发成功》

  • 来源专题:光电信息技术
  • 编译者: 王靖娴
  • 发布时间:2024-12-26
  • 【内容概述】据电子产业世界12月25日报道,日前,电子科技大学-天府绛溪实验室联合团队与山东大学合作,在国际上首次研发出了基于掺铒铌酸锂晶体波导的光-原子纠缠芯片,并完成了相关验证。这将从基础元件角度推动长距离、大带宽量子纠缠互联系统的向前发展。

    光-原子纠缠界面是构建量子互联网的重要组成部件之一。合作研究团队采用激光直写技术在掺铒铌酸锂晶体中制备出高质量光波导,大幅提升了系统的集成度和稳定性,未来具备大规模制备的潜力。这是国内外首次在实验上实现此类集成光-原子纠缠芯片。

    此次的光-原子纠缠芯片具有带宽为4GHz的5频道宽带量子存储单元,用于存储外部输入纠缠光子对中的一组光子,进而与纠缠光子对中的另一组光子形成光-原子纠缠界面。该集成芯片与现有的光纤网络兼容,将为构建高效率、大规模的量子互联网奠定器件基础,进一步推动以“银杏一号”为代表的量子互联网络的向前发展。

    在研究过程中,合作研究团队自主可控地完成了“材料生长-器件制备-封装测试”等系列工作,攻克了低浓度掺铒铌酸锂晶体生长、小缺陷晶体波导制备、高可靠光纤芯片极低温耦合封装等材料器件工艺困难,并系统测试了芯片的光-原子纠缠特性。该光-原子纠缠芯片工作在光纤通信波段,总工作带宽达20GHz,性能达到此类器件的国际先进水平。

  • 原文来源:https://www.eepw.com.cn/article/202412/465778.htm
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  • 《探索 | MIT设计出新的量子纠缠原子钟 推动计时精度的极限》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-12-18
    • 原子钟是我们今天所拥有的最准确的计时工具,最精准的原子钟150亿年的误差不超过一秒。但总是有改进的空间,麻省理工学院(MIT)的研究人员现在已经用一种新的量子纠缠原子钟证明了这一点。 原子以如此精确可靠的模式振动,以至于你可以根据它们来设置手表--这正是原子钟的作用。这些时计使用激光来测量这些振荡,得出的时间精确到足以制定国家和国际标准。例如,铯133的共振频率为9,192,631,770Hz,而且非常稳定,自1968年以来,这种模式已正式定义了秒。 现在,麻省理工学院的一个物理学家团队设计出了一种新型的原子钟,它可以进一步推动精度的极限。理想情况下,跟踪单个原子的振动应该能最精确地保持时间,但不幸的是,随机的量子波动会使测量结果混乱。这就是所谓的标准量子极限。 因此,量子钟通常会追踪一种由数千个相同类型的原子组成的气体--传统上是铯,尽管近年来镱正在成为新的领跑者。这些原子几乎被冷却到绝对零度,然后用激光器固定在原地,同时另一个激光器测量它们的振荡。通过取许多原子的平均值,可以得出更准确的答案。 不幸的是,标准量子极限的影响可能会减少,但不能完全消除。麻省理工学院团队的新原子钟进一步降低了影响,这要归功于量子纠缠。这听起来不可能,但在某些情况下,原子可以变得如此纠缠,以至于测量其中一个原子的状态可以瞬间改变其伴侣的状态--无论它们相隔多远。这就是所谓的量子纠缠,新的时钟利用这种现象实现了更高精度的计时。 研究人员从大约350个镱-171原子开始,这种原子的振荡速度甚至比铯还要快。这些原子被困在两个镜子之间的光腔中,然后用激光照射到光腔中,使原子发生量子纠缠。 “这就像光作为原子之间的沟通纽带,”该研究的共同作者Chi Shu说。“第一个原子看到这道光,会稍微修改一下光,这道光也会修改第二个原子,第三个原子,通过许多循环,原子们共同认识对方,并开始表现得相似。” 一旦原子被纠缠在一起,第二道激光就会照射到云层中,测量它们的平均频率。研究小组发现,这种方法创建的时钟可以达到特定的精度,比使用非纠缠原子的类似时钟快四倍。 研究人员表示,这种方法可以使原子钟变得如此精确,以至于在整个宇宙时代之后,它们仍然会有不到100毫秒的不同步。另外,它们还可以帮助科学家研究一些物理学中最大的未解问题,比如暗物质、引力波,以及物理学规则是否会随着时间而改变。 “随着宇宙的老化,光速是否会发生变化?”该研究的共同作者Vladan Vuletic说。"电子的电荷是否会发生变化?这是你可以用更精确的原子钟来探究的。" 信息来源:cnBeta 推荐阅读 战略 | 发改委等四部门:加快在光刻胶、高纯靶材等领域实现突破 突破 | 黑硅光电探测器创纪录:外部量子效率高达132% 新品 | 小米量产全球首款透明电视 突破 | 中芯国际14nm芯片已量产,良率正在稳步爬升 探索 | 新西兰将试验世界上第一个长距离无线电力传输系统 重磅 | 2020年度国家科技奖初评结果出炉!(光电相关部分) 前瞻 | 传华为要自研光刻机? 突破 | 我国科学家成功开发新型5nm高精度激光光刻加工方法,实现1/55衍射极限突破 洞见 | 清华大学魏少军:摩尔定律驱动集成电路集成电路,全球半导体时隔7年首次出现衰退 重磅 | 大族激光:研发光刻机 新品 | 1.2万亿晶体管40万颗核心:巨无霸芯片成功卖出 前沿 | 首个纯国产dToF SPAD激光雷达传感器芯片 突破 | 华为发布突破性5G天线技术 突破 | 国产ArF光刻胶取得重大突破:可用于7nm工艺 探索 | 我学者制成金属钠薄膜,将助推等离激元器件研发 突发 | 33家中企被美列入“实体清单”,国产替代刻不容缓! 战略 | 2家中国半导体初创企业获英特尔投资 突破 | 安芯半导体再出货一台近千万光刻机,国产化之路为时不远 前沿 | 基于量子中继的量子通信网络技术取得重大突破 新品 | 一种新型的无焦平面镜头相机 干货 | 国内光电领域相关学会协会基础信息整理 新品 | 欧洲研究组开发了一种1kW点矩阵超快激光器 新品 | 激光物理学:光波的脉冲 探索 | NIST提出了光功率的新定义 前沿 | 全球首款100寸8K GOA显示面板在成都点亮 干货 | 光电机构知多少?中国科学院光电相关科研机构汇总整理(下) 干货 | 光电机构知多少?中国科学院光电相关科研机构汇总整理(上) ○ 关注我们从扫码开始 ○ 光电咨询合作:027-87199007 商业报告服务:027-87199372
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    • 编译者:李衍
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