中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)：我國科學(xué)家研究量子精密測量取得重要進(jìn)展

時(shí)間：2020-10-20 16:13:34

從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、陸朝陽等與美國普林斯頓大學(xué)馬蘭·史高麗、德國維爾茲堡大學(xué)斯文·霍夫林等合作，在同時(shí)具備高純度、高效率的單光子源器件上觀察到強(qiáng)度壓縮，為基于單光子源的量子精密測量奠定了基礎(chǔ)。論文以“編輯推薦”形式近日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。

據(jù)介紹，單光子源是光量子信息技術(shù)中的關(guān)鍵器件，不僅可以應(yīng)用于量子通信、量子計(jì)算，同時(shí)也是量子精密測量的重要資源。量子精密測量中的一個(gè)重要方向是減少由于探測有限粒子而引起的統(tǒng)計(jì)漲落——散粒噪聲，而壓縮態(tài)就是壓制散粒噪聲的一種量子資源。1979年，科學(xué)家從理論上預(yù)言，單個(gè)二能級(jí)系統(tǒng)的共振熒光中可觀察到強(qiáng)度壓縮，但直接觀測強(qiáng)度壓縮一直以來是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

中國科大研究組長期致力于發(fā)展高品質(zhì)的單光子源，首創(chuàng)了脈沖共振熒光方法，利用微腔耦合提高單光子提取效率。2019年，通過雙色激發(fā)和極化腔方案成功解決單光子由于極化損耗而至少損失50%的科學(xué)難題。在此基礎(chǔ)上，研究小組發(fā)展了高品質(zhì)單光子源，通過對(duì)共振熒光的直接測量，證明了0.59dB的強(qiáng)度壓縮，在第一物鏡處的壓縮量達(dá)到3.29dB。

據(jù)悉，這是自從2000年實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)單光子源后，科學(xué)家通過20年的努力首次在該體系直接觀測到強(qiáng)度壓縮，為基于單光子源的無條件超越經(jīng)典極限的精密測量奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，也為在極低光功率下定義發(fā)光強(qiáng)度坎德拉這一基本國際單位提供了一條新的途徑。(記者常河)

關(guān)鍵詞：量子精密測量

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