化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
就等你了！“煤化工行業(yè)分析檢測技術(shù)整體解決方案線上會議”報名開啟
2025年5月9日14:00，化工儀器網(wǎng)積極響應(yīng)行業(yè)需[詳細]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
首款高精度量子糾纏光學(xué)濾波器問世：量子技術(shù)邁向?qū)嵱没年P(guān)鍵一步
2025年04月22日 15:00:10
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4192
近日，美國南加州大學(xué)研究團隊在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項突破性成果——全球首款高精度量子糾纏光學(xué)濾波器問世。
量子糾纏，屬于量子力學(xué)中最神秘的現(xiàn)象之一，正在悄然改變?nèi)祟惪萍肌．攦蓚€粒子發(fā)生糾纏時，無論相隔多遠，改變一個粒子的狀態(tài)會瞬間影響另一個——這種“幽靈般的超距作用”讓科學(xué)家看到了實現(xiàn)超高速計算、絕對安全通信的曙光。然而，量子糾纏的脆弱性如同阿喀琉斯之踵：環(huán)境中的微小噪聲就能輕易破壞其精密關(guān)聯(lián)，嚴重制約量子技術(shù)的實際應(yīng)用。
近日，美國南加州大學(xué)研究團隊在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項突破性成果——全球首款高精度量子糾纏光學(xué)濾波器問世。這款基于反奇偶校驗時間(APT)對稱理論的設(shè)備，能夠像“量子雕塑家”一般精準剔除噪聲干擾，保留純凈的糾纏態(tài)，其保真度突破99%，為量子技術(shù)的實用化進程按下加速鍵。
傳統(tǒng)光學(xué)濾波器通過避免光損耗來維持信號完整性，但南加州大學(xué)團隊另辟蹊徑。他們利用APT對稱性理論，構(gòu)建了一種“主動接納可控損耗”的全新光操控體系。在專門設(shè)計的激光寫入玻璃光波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中，APT對稱性通過精確調(diào)節(jié)光的耗散與干涉效應(yīng)，形成類似“量子篩”的結(jié)構(gòu)：噪聲被定向引導(dǎo)至耗散通道，而糾纏光子對則被“保護”在穩(wěn)定的干涉路徑中。
“這相當于在光路中設(shè)置了‘單行線’和‘隔離帶’。團隊負責人阿米爾·薩法維-納伊尼教授比喻道，“即使入射光被嚴重污染，濾波器也能像智能導(dǎo)航一樣，將關(guān)鍵糾纏光子引導(dǎo)至‘安全通道’。”實驗表明，該設(shè)備在處理經(jīng)過噪聲混合的糾纏光子對時，仍能恢復(fù)出接近理論極限的純凈糾纏態(tài)。
實驗驗證：99%保真度刷新世界紀錄
研究團隊通過量子層析成像技術(shù)，對濾波器的性能進行了嚴苛驗證。在實驗中，他們利用實驗室生成的單光子與糾纏光子對作為“測試樣本”，模擬真實環(huán)境中的噪聲干擾。結(jié)果顯示，經(jīng)過APT對稱濾波器處理的光子對，其糾纏態(tài)的重建保真度達到99.2%，遠超此前同類設(shè)備的最佳水平(約95%)。
“這一指標意味著，我們可以在復(fù)雜的光學(xué)環(huán)境中，幾乎無損地傳輸量子信息。”論文第一作者李明博士指出，“這為構(gòu)建大規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)——就像在暴雨中仍能清晰通話的‘量子通信專線’。”
該濾波器的問世，直接推動了量子通信與計算領(lǐng)域的三大核心場景升級：量子密鑰分發(fā)：基于糾纏光子對的密鑰分發(fā)協(xié)議(如E91協(xié)議)，其安全性依賴于糾纏態(tài)的純凈度。新濾波器可顯著提升密鑰生成速率，同時降低被竊聽風險。量子隱形傳態(tài)：在傳輸未知量子態(tài)時，濾波器能過濾掉信道中的噪聲光子，提高傳輸保真度，使“瞬間轉(zhuǎn)移”量子信息成為可能。量子計算架構(gòu)：集成于量子光子電路中的濾波器，可為超導(dǎo)量子比特或離子阱系統(tǒng)提供“噪聲屏障”，提升量子邏輯門的操作精度。
南加州大學(xué)團隊采用激光直寫技術(shù)制造的玻璃光波導(dǎo)，不僅具備低損耗特性，還能通過微納加工實現(xiàn)高度集成化設(shè)計。這意味著未來可將濾波器與量子芯片、光子傳感器等器件封裝為“量子功能模組”，推動量子技術(shù)從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用場景。
“我們已經(jīng)在探索將該濾波器與量子中繼器結(jié)合，構(gòu)建跨城域的量子網(wǎng)絡(luò)。”薩法維-納伊尼教授透露，“理論上，這種集成系統(tǒng)可將量子信號傳輸距離延長至數(shù)千公里，同時保持糾纏態(tài)的高保真度。”APT對稱性概念的引入，顛覆了傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計中對“無損傳輸”的執(zhí)念。研究團隊證明，通過巧妙利用可控損耗，反而能實現(xiàn)更高效的光操控。這一理論突破不僅限于量子領(lǐng)域，還可能催生新型光子器件，
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
涉及1.3萬企業(yè)專利權(quán)人！2025年全國專利調(diào)查工作即將啟動
近日，國家知識產(chǎn)權(quán)局將組織開展2025年全國專利調(diào)查工作，為知識產(chǎn)權(quán)宏觀管理、政策制定、規(guī)劃實施和知識產(chǎn)權(quán)強國建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。<...2025-05-10 10:00:00 -
湖南出臺新規(guī)！力推招投標市場規(guī)范健康發(fā)展
近日，湖南省人民政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于創(chuàng)新完善體制機制推動招標投標市場規(guī)范健康發(fā)展的實施意見》，旨在推動湖南形成高效規(guī)范、公平競爭、...2025-05-09 14:30:18 -
覆蓋19個細分領(lǐng)域 《中國再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2025）》發(fā)布
5月8日，由機械工業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心主辦的2025再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會在河北唐山舉行，會上發(fā)布了《中國再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2025）...2025-05-09 13:57:51 -
中國儀器儀表學(xué)會分析儀器分會發(fā)布《2025年朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎申報通知》，其中申報時間明確為2025年1月1日-2025年6月3...2025-05-09 13:27:49
-
5月8日，工業(yè)和信息化部公布首批重點培育中試平臺初步名單。經(jīng)自愿申報、地方推薦、形式審查、專家評審、征求意見等程序，共選出242家...2025-05-09 13:27:34
-
守護安全“邊際線” 全鏈條監(jiān)管護航特種設(shè)備安全
近日，國家市場監(jiān)管總局印發(fā)了《市場監(jiān)管總局關(guān)于試行特種設(shè)備安全沙盒監(jiān)管制度的通告》《缺陷特種設(shè)備召回管理規(guī)則》等系列文件，以此來加...2025-05-09 13:16:05
版權(quán)與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
