完美单光子源“助力”量子紧密丈量
完美单光子源“助力”量子紧密丈量
中国科学技能大学潘建伟、陆向阳等与美国普林斯顿大学、德国维尔兹堡大学等科学家相助，在同时具备高纯度、高不行判别、高效率的单光子源器件上调查到强度压缩，为基于单光子源的量子紧密丈量奠基了基本。论文以“编辑推荐”形式克日颁发于《物理评论快报》。美国物理学会Physics网站以“面向完美的单光子源”为题专门对该事情做了亮点报道。
量子信息科学的成长，为紧密丈量技能提供了新的物理资源。单光子源是光量子信息技能中的要害器件，不只可以应用于量子通信、量子计较，也是量子紧密丈量的重要资源。量子紧密丈量中的一个重要偏向，是淘汰由于探测有限粒子而引起的统计涨落——散粒噪声。
压缩态是压制散粒噪声的另一量子资源。量子技能的成长使得尝试物理学家可以在海森堡不确定道理的限制下，调理一对共轭量（如位置和动量、时间和能量等）的相对巨细，把所需丈量的物理量不确定性压低。个中，有一类压缩态被称为强度压缩，可以把光子数发抖低落到散粒噪声以下。在实际应用中，从2011年引力波探测器LIGO开始利用注入压缩真空态来提供探测敏捷度，提高了50%的可探测事件数量。
1979年，海外学者从理论上预言，单个二能级系统的共振荧光中可调查到强度压缩。随后的理论阐明指出，直接探测多光子源的强度压缩需要很高的荧光系统效率。但由于共振荧光的发生、提取和收集等进程中带来的光子数损失，直接视察强度压缩一直以来是个庞大的挑战。
中科大研究组恒久致力于成长高品质的单光子源，创始了脉冲共振荧光要领，操作微腔耦合提高单光子提取效率。2019年，通过双色引发和极化腔方案乐成办理单光子由于极化损耗而至少损失50%的科学困难。在此基本上，研究小构成长了高品质单光子源，通过对共振荧光的直接丈量，证明白0.59dB的强度压缩，在第一物镜处的压缩量到达3.29dB。
这是自从2000年实现量子点单光子源后，科学家通过20年的尽力首次在该体系直接视察到强度压缩，为基于单光子源的无条件逾越经典极限的紧密丈量奠基了科学基本，也为在极低光功率下界说发光强度坎德拉这一根基国际单元提供了一条新的途径。
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