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歐洲研究發現「新光子」可實現更安全的通訊

上網時間: 2006年01月20日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:糾纏光子  Entangled photons  量子元件  quantum devices  optical network 

東芝歐洲研究中心(Toshiba Research Europe,TREL)和劍橋大學(University of Cambridge)的科學家們日前宣佈,隨著量子元件(quantum device)取得突破進展,實現更安全的光纖網路目標又向前邁進了一步。研究小組在日前的《Nature》期刊上,就量子元件開發的進展發表報告,內容指出這種元件能產生由光子對(photons in pairs)組成的糾纏光子,其基本特色是鏈接解不開。

研究人員表示,此項研究進展可望在製造半導體、建構可伸縮量子電腦及實現更靈敏的醫療診斷領域發揮相當的作用。與光子獨立的普通光不同,新光子源在控制的時間下發射出一束成對的光子,擁有「糾纏(entangled)」或者相互關聯的特色。

這種光子源與普通半導體發射器類似,但包含微小的奈米尺寸的量子點陣,能發射相連的光子。該元件據稱因兩大原因而意義重大。首先,它採用類似於普通半導體光發射器的方式加工;其次,它能按照指令產生糾纏光子。據TREL量子資訊部主管Andrew Shields表示,糾纏光子可望成為未來採用量子效應的半導體和IT系統的基本組件。

直到目前,產生糾纏光子的最可靠方法是透過用強雷射束泵壓非線性晶體。然而,研究人員認為,這種製程效率低,不能在控制的時間下生成光子對。而東芝-劍橋團隊聲稱其元件能按照外部觸發脈衝生成光子。而有了糾纏光子對,一個光子的狀態可透過測量另一個光子而推斷出來。與統計技術相結合,有可能向遠處位置發送密鑰,並確保他們沒有被截取。

對於光學影像而言,該小組表示:「採用糾纏光子可能生成更精細的圖像。這對醫療診斷領域非常高解析度的細胞結構顯微鏡或者製造超密集的電腦晶片的更精細圖形大有用處。」(原文連結處:Entangled photons seen as route to secure comms)

(John Walko)




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