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独立纠缠光子源的首次同步实验
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基于量子纠缠的光通讯研究是现代物理学的重要内容, 近年来相继取得了许多令人瞩目的突破性进展。目前常规的纠缠光子对实验采用的都是来自同一激光光源发出的光子, 由于信号的衰减问题，其所能传输的距离只有百英里左右。采用同步飞秒激光器作为量子中继器，原理上可以通过纠缠交换过程对光子信号的放大，从而使光子继续传输下去。但由于传统同步飞秒激光器较大的同步时间抖动量及有限的同步稳持时间，因而难以取得实质性的应用。 最近，中科院物理研究所光物理重点实验室的魏志义研究员、张杰研究员等与中国科学技术大学潘建伟教授、杨涛教授等合作，利用他们所提出的新方案原理自行设计建造的高精度同步飞秒激光器，首次实现了来自不同激光光源的光子纠缠交换，并证明两个纠缠光子对中的任意一个光子可以与来自另一个光源的第三个光子发生纠缠。基于这一结论，当光子传输一定距离后由于信号的衰减而难以进一步传输时，通过该同步激光器所提供的纠缠交换，光子的功率可以得到进一步的补充，如果有N台这样的激光器，理论上纠缠光子的传输距离将是常规单光源激光所能传输距离的NN倍。美国物理网（Physorg.com）的评论家Lisa Zyga在Breaking News的专栏中用“科学家证明了纠缠交换的量子本质”为题目的评论中，认为成就纠缠交换的这种量子中继站的关键是“首次建立了完全独立且完美同步的挑战性光源，同步抖动量小于2飞秒，并且能维持24小时以上”，并将其形象地比喻为汽车“加油站”。如果在纠缠光子的传输通道上周期性地设置同步飞秒激光这样的“加油站”放大光子功率，那么其就会象汽车一样，沿着目的地一直奔跑下去。该工作的相关研究结果已经发表在2006年3月24日出版的Phys. Rev. Lett.[96（2006）110501] 上。 |
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