当前位置:科学网首页 > 小柯机器人 >详情
科学家实现皮秒和纳秒量子光脉冲之间的接口
作者:小柯机器人 发布时间:2023/5/30 13:51:22


近日,波兰华沙大学的Micha Karpiski及领导的研究小组取得一项新进展。经过不懈努力,他们实现了皮秒和纳秒量子光脉冲之间的接口。相关研究成果已于2023年5月25日在国际知名学术期刊《自然—光子学》上发表。

该研究团队采用宽带电光相位调制技术成功开发了一种大孔径的时间透镜,用于弥合时间尺度或光谱线宽的数量级差异。他们演示了对量子光脉冲进行相干、确定性的光谱带宽压缩,使其带宽高效地压缩了两个数量级以上。这项创新将连接超快速和准连续波实验平台,推动大规模混合量子信息处理的发展。迄今为止,这两个领域在很大程度上一直是相互独立发展的。

据介绍,光是一种关键的信息传输载体,通过电信光纤网络实现全球范围内的高速数据传输。通过将量子信息(QI)编码在单个光子中,可以扩展其信息传递能力,实现飞行量子比特(flying qubits)。然而,不同的量子信息处理平台在时间尺度上存在显著差异。在纳秒到微秒的时间尺度内运行的原子介质中的量子信息处理单元和在皮秒时间尺度上进行的高速量子通信之间无法有效地连接,这是由于时间尺度或对应的光谱线宽的数量级差异所致。

附:英文原文

Title: Interface between picosecond and nanosecond quantum light pulses

Author: Sonicki, Filip, Mikoajczyk, Micha, Golestani, Ali, Karpiski, Micha

Issue&Volume: 2023-05-25

Abstract: Light is a key information carrier, enabling worldwide, high-speed data transmission through a telecommunication fibre network. This information-carrying capacity can be extended to transmitting quantum information (QI) by encoding it in single photons—flying qubits. However, the various QI-processing platforms operate at vastly different timescales. QI-processing units in atomic media, operating within nanosecond to microsecond timescales, and high-speed quantum communication, at picosecond timescales, cannot be linked efficiently because of the orders-of-magnitude mismatch in the timescales or, correspondingly, spectral linewidths. Here we develop a large-aperture time lens using wide-bandwidth electro-optic phase modulation to bridge this gap. We demonstrate coherent, deterministic spectral bandwidth compression of quantum light pulses by more than two orders of magnitude with high efficiency. This will facilitate large-scale hybrid QI-processing by linking the ultrafast and quasi-continuous-wave experimental platforms, which until now, to a large extent, have been developing independently.

DOI: 10.1038/s41566-023-01214-z

Source: https://www.nature.com/articles/s41566-023-01214-z

期刊信息
Nature Photonics:《自然—光子学》,创刊于2007年。隶属于施普林格·自然出版集团,最新IF:39.728