光子探测器改写量子计算规则

 

　　科学家们通过基于光子探测器的方法在量子光学领域取得了突破，为改进量子计算铺平了道路。

　　帕德博恩大学的科学家们使用了一种新方法来确定光学量子态的特征。他们首次使用某些光子探测器(可以探测单个光粒子的设备)进行所谓的零差探测。光学量子态的特征使该方法成为量子信息处理的重要工具。例如，精确了解特征对于在量子计算机中使用非常重要。这些结果现已发表在专业期刊《光学量子》(Optica Quantum)上。

　　零差检测的进步

　　物理系帕德博恩介观量子光学工作组的Timon Schapeler解释道：“零差探测是量子光学中经常使用的一种方法，用于研究光学量子态的波状性质”。他与Maximilian Protte博士一起使用这种方法研究了光学量子态的连续变量。这涉及光波的变量特性。例如，这些可以是振幅或相位，即波的振荡行为，这对于光的定向操纵等来说非常重要。

　　物理学家首次使用超导纳米线单光子探测器进行测量，这是目前光子计数最快的设备。两位科学家通过特殊的实验装置表明，带有超导单光子探测器的零差探测器对输入光子通量具有线性响应。换句话说，这意味着测量的信号与输入信号成正比。

　　增强量子信息处理

　　Schapeler说：“原则上，超导单光子探测器的集成在连续变量领域带来了许多优势，尤其是内在相位稳定性。这些系统还具有几乎100%的芯片检测效率。这意味着在检测过程中没有粒子丢失。我们的研究结果可以促进高效零差探测器与单光子敏感探测器的发展。”

　　使用连续的光变量在量子信息处理中开辟了新的、令人兴奋的可能性，超越了量子计算机的常用计算单元——量子比特。

审核编辑 黄宇