【可用於光子形狀，進行編碼量子信息】

八方

【可用於光子形狀，進行編碼量子信息】

 

檢測單光子形狀，一個國際研究小組的研究人員已經成功地第一次測量單個光子的形狀。

結果可能證明是非常有用的安全的數據傳輸，利用光。

的光脈衝可以在時間和空間上幾乎任何形狀，這些形狀取決於脈衝的頻率分量的振幅和相位。

數據可以被編碼的光脈衝進行調製的光的振幅或相位。

單光子和其他光量子態，也可以生成在各種複雜的形狀和在這些不同的形狀編碼信息可能是一種有效的方式安全地傳輸數據。

事實上，單光子的形狀可以代表，例如，在字母表中的任何字母，甚至量子幾個字母組合（或疊加）。

然而，問題是，一旦一個光子已經通過發送裝置 - 如的光纖 - 它的形狀可以變得扭曲，內包含的信息變得不可能破譯。

領導的一個小組由Marco貝里尼在佛羅倫薩，意大利的Istituto Nazionale大街二OTTICA，和他的同事現在已經通過“模式選擇性測量的精確形狀，光量子狀態的模式，在接收端出現”檢測器。

進化算法

的方法是基於進化算法中常用的飛秒實驗和生物學優化一個特定的實驗結果，通過調整一組初始參數。

貝利尼說：在我們的工作中有什麼新的是，我們已經採用這種方法檢測的超短光量子狀態，第一次非常複雜和先進的技術，從兩個遙遠的研究領域：量子光學和飛秒相干控制相結合。

研究人員首先通過“混合”參考激烈激光光脈衝或“本地振盪器”來衡量，因為它是所謂的光子。

光子和激光脈衝的干擾，增強或者相互抵消，這取決於它們的形狀。其形狀越接近，越有可能的是，將被檢測到的光子。

貝里尼和同事做的就是要不斷地改變它的形狀，在檢測器中的激光脈衝，直到它最匹配的形狀的光子。

如果光子的形狀是未知的，我們從一組隨機形狀的本地振盪器和嘗試所有這些發現那些表現更好的在檢測光量子狀態，貝利尼說。

這些最佳形狀，然後稍微修改並彼此混合，創造出新一代的形狀，我們再次測試對我們的單光子，這個過程一直持續，直到最佳匹配的形狀中找到一種進化適應。

 

該小組

恢復編碼信息

研究人員發現，他們的計劃可能恢復故意編碼的信息在一個光子的形狀。

例如，在有兩個單獨的頻率分量的光子與一個特定的相位差。

使用本地振盪器有一個匹配的相位差的脈衝，但沒有檢測到激光脈衝的組成部分是完全相同的相位與光子時，可檢測到的光子。

到現在為止，大多數量子光學實驗依賴產生，操縱和檢測光量子態在一個或少數幾個定義模式。例如，大多數的量子通信協議的-例如量子密碼學-基於光子的不同的偏振方向（水平或垂直，例如）。

這意味著只有兩種可能狀態的光子和他們所有的疊加-所謂的量子比特信息編碼。

提供全時空模式的結構光量子狀態，正交模式，單光子可以佔用（”字母“中可能的字母）幾乎是無限的，所以我們的方法可以大大提高能力量子通信或計算系統，貝利尼，告訴physicsworld.com。

研究人員說，現在測試技術的限制。

貝利尼，補充說：我們也正在努力改善的分析，特別是光量子狀態，並試圖增加一些獨立尋址模式，單光子可以佔據。

工作是詳細的“物理評論快報”。

作者簡介

Belle DUME的是一個特約編輯nanotechweb.org的

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/10/photon-shape-could-be-used-to-encode-quantum-information