“天博·体育登录入口网页版”量子通信再获重大进展！竟然是降噪耳机带来了启发

本文摘要：科学家利用类似于减震耳机的原理，生产出有了可以避免杂光输入单个光子的光源。

科学家利用类似于减震耳机的原理，生产出有了可以避免杂光输入单个光子的光源。　　　　这张缩放的效果图中表明了砷化镓（GaAs）芯片的结构。下方的粉红色锥形回应入射光的经典激光。

中间的蓝色区域回应砷简化铟（InAs），当经典激光通过的时候不会产生单个光子。上方的粉红色锥形和蓝色锥形分别回应射向的经典激光和单光子，利用单光子之后可以构建意味著安全性的保密通信。（制图：YousifKelaita）　　量子通信是一种对前景光明的未来通信技术。

利用量子通信，我们可以和医生、银行、税务部门展开意味著安全性的交流，不用担忧私人数据泄漏。甚至，一旦有人企图窃取机密信息，我们也可以立刻知悉。

　　然而，要想要创建量子网络，并以量子通信为标准通信方式，我们还有很多技术难题必须解决，而其中最关键的一个是如何发送量子数据。在这一方面，斯坦福大学的研究人员发明者了一种新型量子光源，它也许需要沦为未来量子通信的基础。该研究团队在《大自然光子学》上公布了他们的这项研究成果。

　　量子通信的物理原理比较复杂。目前的标准激光源不合适用作保密通信，因为这种激光源收到的是经典的光，我们无法辨别其装载的信息否早已被盗取。相比之下，量子通信网络中用于的是量子光源收到的单个光子。光子是光的大于单位，一旦有人对其实行测量，就不会毁坏这个装载信息的光子。

因此，高效的量子光源之后沦为量子通信系统中的重要一环。　　JelenaVuckovic是这篇文章的主要作者（seniorauthor），她是斯坦福大学电气工程专业的教授，近年来正在研究纳米尺寸激光源以及涉及的量子技术。

她期望将传统计算机中依赖电信号通信的方式改良为光信号通信，从而提升计算机的通信速率。她率领博士生KevinFischer等人改良了一种纳米激光源，使其可以高效地产生单光子，用作量子通信。　　Vuckovic说道：这项研究的关键在于如何辨识单光子，因为单光子的强度比光源所产生的杂光的强度很弱很多。

为此，我们寻找了一种杂讯杂光的方法，从而大大提高了装置辨识光子信号的能力。　　杂讯杂光所用于的方法与减震耳机的工作原理类似于：减震耳机中所含一个传感器，可以即时探测比较平稳的环境噪声的频率，例如马路上汽车驶出的声音、飞机引擎的轰鸣、冰箱压缩机的噪音等，然后耳机中不会产生波形相近的声波，将噪音抵销掉。Vuckovic等人正是利用这种思路，避免了实验中的光噪声。激光光源对系统回去的杂光不会遮盖住单光子。

只有把杂光从信号中扣减，我们才能找到其中隐蔽的量子信号，再行将量子信号强化。Fischer说明道。

　　Vuckovic团队糅合了20世纪30年代的无线电技术，用干预相位差的方法抵销丢弃了多余的经典光。他们首先研究确切这些杂光的波形，然后人为生产出有波形相近但振幅有所不同的光，通过仪器的调节使两种光变换抵销，于是杂光之后以求避免，有意义的单光子信号则显露出来。　　这是一项重大进展，为构建量子通信奠下了基础。

Vuckovic说。目前，她于是以率领团队研制原型量子光源，更进一步成果将在未来发布。

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