德國(guó)將光通信應(yīng)用于硅晶體，將構(gòu)建未來量子網(wǎng)絡(luò)

據(jù)業(yè)內(nèi)消息，近日德國(guó)科學(xué)家在最新的一期物理評(píng)論X》公布了一項(xiàng)研究，該研究首次將擁有特殊光學(xué)特性的鉺原子集成到硅晶體內(nèi)，這可以將光通信應(yīng)用于硅晶體中，為構(gòu)建未來量子網(wǎng)絡(luò)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

據(jù)悉，量子網(wǎng)絡(luò)可以通過光來實(shí)現(xiàn)比特糾纏，量子比特是由相互隔離并嵌入主晶體中內(nèi)的單個(gè)原子構(gòu)建。

在現(xiàn)階段的物理學(xué)范圍內(nèi)，馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所和慕尼黑技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家向世界證明了利用嵌入到硅晶體內(nèi)的原子構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)方式的可行性。

本次德國(guó)的科學(xué)家是在沒有復(fù)雜冷卻且基于現(xiàn)有硅半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝的條件下取得的研究成果，所以研究結(jié)果對(duì)構(gòu)建未來的大型量子網(wǎng)絡(luò)極具參考意義。

本次的研究主要取決于在特定條件下注入硅晶格的鉺原子，鉺原子具有良好的光學(xué)性能，紅外光波長(zhǎng)約為1550nm，恰好在光纖電纜中傳輸數(shù)據(jù)的光譜范圍，并且鉺在光導(dǎo)纖維中傳播時(shí)損耗更低。

同時(shí)鉺原子發(fā)出的光擁有不錯(cuò)的相干性，這是實(shí)現(xiàn)量子信息存儲(chǔ)和傳輸?shù)谋匾獥l件，這些特性使鉺原子成為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)或在量子網(wǎng)絡(luò)中用作信息載體的首選。