物理学家发现了一种产生量子纠缠光子的新方法

如果建立一个超级安全、超级智能的“量子互联网”成为可能，那么量子纠缠光子可能对于构建它至关重要——科学家们刚刚找到了一种非常有用的产生光子的新方法。

量子纠缠是两个粒子（例如光子）获得的现象连接在一起，无论它们之间的物理距离如何。 如果其中一个粒子发生了什么事，那么另一个粒子也一定会发生什么事。

虽然物理学家仍然没有完全理解纠缠是如何发生的，但这种现象开启了远程量子动力通信的可能性——如果你愿意的话，可以称之为量子互联网——其中一个地方的粒子移动会导致纠缠粒子的移动遥远的距离。

这项特殊的研究设想量子纠缠光子被用作量子密钥分配(QKD)，一种低级量子互联网，其中 1 和 0 形式的经典数据通过量子物理学获得额外级别的隐私和安全性。

到目前为止，纠缠光子已被部署用于这些加密这些方法仅限于 700 至 1,550 纳米波长的近红外光范围，这使得它们容易受到吸光气体和太阳辐射的干扰。

换句话说，数据连接只能在晚上工作：对于所谓的下一代互联网基础设施来说并不理想。

这项新研究展示了如何生成和检测较长 2.1 微米波长的纠缠光子，从而免受此类干扰。 最终结果是一个更加可靠和稳定的通信渠道。

研究人员在他们的论文中写道：“我们已经证明，可以通过我们的方法生成、操纵和检测偏振纠缠光子对。”发表论文。

“这项工作为量子光学提供了一个新平台，并为该波长范围内的量子传感和量子安全长距离通信的技术应用铺平了道路。”

为了实现他们的目标，研究人员使用了由铌酸锂：通过激光束射入晶体的超短光脉冲产生纠缠光子对。

如果我们能够弄清楚如何构建量子互联网，它有望比我们今天所拥有的任何东西更强大、更安全、更私密。 例如，任何黑客尝试都会立即完全破坏相关连接——这是一个不错的安全网。

我们距离实现这一梦想还有很长的路要走——无论是距离、稳定性还是实用性——但像这里报道的那样的创新正在稳步让我们更接近，并扭转局面。量子计算从假设到现实。

“下一个关键步骤将是通过将其转换为光子集成器件来使该系统小型化，使其适合大规模生产并用于其他应用场景”，量子物理学家迈克尔·库斯说，来自德国汉诺威莱布尼茨大学。

该研究发表于科学进步。