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面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

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【中國科學報】中國科大等實現百兆赫茲帶寬單光子非互易傳輸

2021-03-26 中國科學報 桂運安
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  中國科學技術大學郭光燦院士團隊史保森、丁冬生與合作者利用室溫下的原子系統,實現超越磁光效應的百兆赫茲帶寬單光子非互易傳輸。該成果近日在線發表于《科學進展》。

  簡單講,非互易傳輸就是控制信號的單向傳輸。實現單光子非互易傳輸的器件是量子計算和量子網絡的基本元件之一。此前,光學非互易傳輸可以通過材料的磁光效應實現,然而受強磁場影響,這種非互易器件很難集成化、小型化,因此無需外加磁場就能夠超越磁光效應的光學非互易器件,對于光子集成體系顯得尤為重要。

  史保森、丁冬生等人利用克爾非線性效應在實驗上實現了無腔的光學隔離器和環形器,證明了利用熱原子氣室可以實現弱光下的四通道光學環形器。在此基礎上,他們開展了單光子條件下的非互易研究,利用冷原子系統產生標記單光子,并將單光子作為信息載體入射到熱原子隔離器,基于電磁感應透明和拉曼躍遷兩種機制實現了真實單光子的雙向非互易傳輸,帶寬達數百兆赫茲。他們還實現了多頻段復用的光學非互易,拓展了可實現非互易的信號頻段范圍。

  該實驗研究利用常見的多普勒效應,具有普適性,并且由于熱原子氣室本身不涉及磁場,器件簡易,易于實現小型化、集成化,因此在實際可集成化的經典和量子信息處理過程中具有潛在應用價值。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.abe8924

 ?。ㄔd于《中國科學報》 2021-03-26 第4版)
打印 責任編輯:閻芳

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