我国科学家研究量子精密测量取得重要进展

来源:光明日报  编辑:许燕梅  发布时间:2020年10月20日16:04   记者:常河

从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、陆朝阳等与美国普林斯顿大学马兰·史高丽、德国维尔兹堡大学斯文·霍夫林等合作,在同时具备高纯度、高效率的单光子源器件上观察到强度压缩,为基于单光子源的量子精密测量奠定了基础。论文以“编辑推荐”形式近日发表于《物理评论快报》。

据介绍,单光子源是光量子信息技术中的关键器件,不仅可以应用于量子通信、量子计算,同时也是量子精密测量的重要资源。量子精密测量中的一个重要方向是减少由于探测有限粒子而引起的统计涨落——散粒噪声,而压缩态就是压制散粒噪声的一种量子资源。1979年,科学家从理论上预言,单个二能级系统的共振荧光中可观察到强度压缩,但直接观测强度压缩一直以来是个巨大的挑战。

中国科大研究组长期致力于发展高品质的单光子源,首创了脉冲共振荧光方法,利用微腔耦合提高单光子提取效率。2019年,通过双色激发和极化腔方案成功解决单光子由于极化损耗而至少损失50%的科学难题。在此基础上,研究小组发展了高品质单光子源,通过对共振荧光的直接测量,证明了0.59dB的强度压缩,在第一物镜处的压缩量达到3.29dB。

据悉,这是自从2000年实现量子点单光子源后,科学家通过20年的努力首次在该体系直接观测到强度压缩,为基于单光子源的无条件超越经典极限的精密测量奠定了科学基础,也为在极低光功率下定义发光强度坎德拉这一基本国际单位提供了一条新的途径。

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