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真空中控製量子隨機性首次實現

發布時間:2023-07-14 16:41:00來源: 科技日報

 

  科技日報北京7月13日電 據最新一期《科學》雜誌報道,美國麻省理工學院研究人員在量子技術方麵取得了一項裏程碑式的成就,首次展示了對量子隨機性的控製。這不僅(jin) 讓科學家能重新審視量子光學中幾十年前的概念,還開啟了通向概率計算和超精密場感測領域更深處的大門。

  研究人員將重點放在量子物理的一種獨特性質上,即所謂的“真空漲落”(也稱為(wei) 量子漲落)。人們(men) 可能會(hui) 認為(wei) 真空是一個(ge) 完全空無一物的空間,沒有物質或光。然而在量子世界,就連這片“空無”的空間也會(hui) 發生波動或變化。這些波動使科學家能夠產(chan) 生隨機數字,同時也是量子科學家在過去100年裏發現的許多令人著迷的現象的原因。

  研究人員證明,在光學參數振蕩器中注入弱激光產(chan) 生一種“偏置”,可作為(wei) “偏置”量子隨機性的可控源。光學參數振蕩器是一種自然產(chan) 生隨機數的光學係統。團隊成功展示了操縱與(yu) 光學參數振蕩器的輸出狀態相關(guan) 的概率的能力,從(cong) 而創造了有史以來第一個(ge) 可控的光子概率比特(p比特)。此外,該係統對偏置場脈衝(chong) 的時間振蕩表現出了敏感性,甚至遠遠低於(yu) 單光子水平。

  據研究人員介紹,光子p比特產(chan) 生係統目前允許每秒產(chan) 生10000比特,每個(ge) 比特都可遵循任意二項分布。

  麻省理工學院馬林·索爾季奇教授強調了這項工作的更廣泛意義(yi) :“通過使真空漲落成為(wei) 可控元素,我們(men) 正在突破量子增強概率計算的可能性極限。在組合優(you) 化和晶格量子色動力學模擬等領域模擬複雜動力學的前景非常令人興(xing) 奮。”(記者張佳欣)

(責編:常邦麗)

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