「研究人员」丹麦研究人员成功实现激光的量子纠缠
哥本哈根大学(University of Copenhagen)尼尔斯玻尔(Niels Bohr)研究所量子光学组的研究人员最近成功实现激光的量子纠缠态 。
通过在同一个机械谐振器上反弹的方式 ， 两束激光成功纠缠在一起 。
这对于研究各种电磁场（微波辐射、光束等）的纠缠态提供了一种新思路 。该研究结果已发表在《自然通讯》杂志上 。
如何使微波下运行的两台远程量子计算机之间共享纠缠 ， 是一个长期性问题 。而在光场和微波场之间建立纠缠 ， 迈出了解决这一挑战的关键一步 。
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左起：实验室中的David Mason ， Chenxin Chen和Massimiliano Rossi 。图片来源：Ola Joensen
在未来的量子互联网（即量子计算机的互联网）中 ， 两个相距遥远的量子计算机需要共享纠缠 。这通常使用电磁链路（例如光纤）来完成 。
目前 ， 最先进的量子系统之一基于超导电路 ， 该系统在微波状态下工作 。
尽管已经非常先进 ， 但是在网络中连接此类计算机仍然面临着严峻的挑战：微波无法实现远距离的无损传播 ， 这会影响量子计算的工作 。
缓解此问题的一种方法是先将微波与光场纠缠在一起 ， 然后使用损耗低得多的光链路进行长距离通信 。但是 ， 由于波长差异很大（微波为毫米 ， 光为微米） ， 这种转换仍然充满挑战 。
物体被光粒子轰击时产生振动
当电磁场（即激光束）从振动的物体反射时 ， 它的振动可以被读出 。这是光学传感中广泛应用的效果 。另一方面 ， 电磁场由光子 ， 光的能量子弹(energy bullets of light)组成 。
当光从物体反射回来时 ， 光子轰击它 ， 从而导致额外的振动 ， 这种额外的振动被称为量子反作用 。
两个电磁场在同一机械物体上的反射提供了场之间的有效相互作用 。不管两个场的波长如何 ， 都发生这种相互作用 。科学家可以利用这种相互作用在两个场之间产生纠缠 ， 例如在微波和光学之间 。
尽管量子反作用在小到一个原子的物体上可能很突出 ， 但直到最近几年 ， 研究人员才能够制造出对观察这种效应非常敏感的宏观机械装置 。
超灵敏的机械设备调解纠缠
在他们现在的工作中 ， 来自量子光学组的研究人员使用了一种3x3毫米宽的薄膜 ， 该薄膜由氮化硅制成 ， 并穿有孔洞的图案 ， 隔离了中央垫片的运动 。这使得设备足够灵敏从而能够显示量子反作用 。
他们同时在膜上照射两束激光 ， 其中一束激光看到另一束的量子反作用 ， 反之亦然 。这样 ， 在两个激光器之间就产生了很强的相关性 ， 甚至产生了纠缠 。
“你可以说这两个激光通过膜的运动'交谈' ， ”Chen Junxin说 。他在博士期间一直从事该项目的研究 ， 是该科学论文的主要作者之一 。
“膜振荡器是相互作用的媒介 ， 因为激光不会彼此直接交谈 ， 光子不会仅通过振荡器进行相互作用 。”
Chen Junxin进一步说：“光子与膜之间的相互作用与波长无关 ， 原则上允许微波与光学纠缠 。”
为此 ， 需要进一步的实验工作 。特别是膜在接近绝对零度下运行 ， 如今超导量子计算机在该温度下工作 。
尼尔斯玻尔(Niels Bohr)研究所正在按照这些思路进行实验 。
【「研究人员」丹麦研究人员成功实现激光的量子纠缠】（本文由本源量子编译 ， 内容来源于phys.org）
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