Forskere indser lydløs foton-ekko-protokol

Prof. LI Chuanfeng og prof. Zhou Zongquan fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har innovativt rejst og realiseret lydløs fotonekko (NLPE) -protokol. Undersøgelsen af ​​hele originaliteten reducerede støj med 670 gange sammenlignet med tidligere strategier og opnåede solid kvantehukommelse med høj kvalitet. Resultaterne blev offentliggjort i Naturkommunikation .

Først observeret af Erwin Hahn i 1950, fotonekko er et fundamentalt fysisk samspil mellem lys og stof samt et vigtigt redskab til manipulation af elektromagnetiske felter. Imidlertid, den intense spontane støjemission, der genereres, har samme frekvens som signalet, det er umuligt at adskille dem i princippet.

Tidligere protokoller, såsom atomfrekvenskam og genoplivning af lydløst ekko, undlod at eliminere den spontane støjemission så meget som nødvendigt.

I dette studie, forskerne implementerede NLPE -protokollen i Eu ³⁺ :Y ₂ SiO ₅ krystal til at tjene som en optisk kvantehukommelse og anvendte et aromisk system på fire niveauer for at undertrykke støjen.

Ved dobbelt omformning af pulsen i atomsystemet på fire niveauer, de manipulerede den spontane støjemission til at have en anden frekvens end signalet. Så det er meget lettere at adskille signalet fra støjemissionen. Selvom andre lyde blev opdaget i praktisk forsøg, de skønnedes alle at være trivielle.

Resultaterne af eksperimenterne viste, at støjen var 0,0015 fotoner, 670 gange mindre end tidligere resultater. Udover, effektiviteten af ​​NLPE var mere end tre gange større end tidligere protokoller.

Desuden, dens høje effektivitet, high fidelity og let at opnå berettiger NLPE med storslåede fordele som en lydløs kvantehukommelsesprotokol.

Alle disse fordele bringer os et tættere skridt til kvantekommunikation over lange afstande.