教育装备采购网
长春智慧学校体育论坛 图书馆论坛580*60

极低温mK级纳米精度位移台助力量子通讯网络现实化

教育装备采购网 2021-07-16 10:41 围观0次

  光纤通信因其具有高带宽、低损耗、重量轻、体积小、成本低、抗电磁干扰等优点,已成为现代信息社会的支柱。同时,传统的微波无线技术也展现出了有效的泛在感知与接入能力。而将上述两种技术进行有机融合,则诞生了微波光子学。微波光子学为电子传感和通信系统提供了上述优势,但与非线性光学领域不同的是,到目前为止,电光器件需要经典调制场,其变化由电子或热噪声而不是量子涨落控制。

  从理论到实际的量子通讯不仅需要用于量子纠缠的组件,而且还需要一个低损耗和鲁棒性很好的网络来做进一步的数据分发和传输。超导处理器与光通信网络的接口问题是量子领域的一个开放性问题,也是目前面临的挑战。近期,奥地利科学技术研究所(位于奥地利克洛斯特纽堡)的约翰内斯·芬克小组提出了一个可能的解决办法。他们通过使用纳米机械传感器将双向和芯片可伸缩转换器的超导电路集成到大规模光纤网络中开辟了一条道路(如图一所示)。文章中介绍了一种可在毫开尔文环境下工作的腔电光收发器,其模式占用率低至0.025± 0.005噪声光子。其系统是基于铌酸锂回音壁模式谐振器,通过克尔效应与超导微波腔共振耦合。对于1.48 mw的极大连续波泵浦功率,演示了X波段微波到C波段电信光的双向单边带转换,总(内部)效率为0.03%(0.7%),附加输出转换噪声为5.5光子(如图二所示)。10.7兆赫的高带宽与观测到的1.1兆赫噪声光子的非常慢的加热速率相结合使量子有限脉冲微波光学转换触手可及。该装置具有通用性和与超导量子比特兼容的特点,为实现微波场与光场之间的快速、确定的纠缠分布、超导量子比特的光介导远程纠缠以及新的多路低温电路控制和读出策略开辟了道路。

极低温mK级纳米精度位移台助力量子通讯网络现实化

图一:实验装置示意图

极低温mK级纳米精度位移台助力量子通讯网络现实化

图二:转换噪声与模式布居结果

  在10mK温度下,实现转换的关键是:光纤与微波芯片的精确对准和稳定连接需要一套用于x、y和z精密移动的位移台。实验中使用了attocube公司的 ANPx101/RES/LT-linear x-nanopositionerANPz101/RES/LT-linear z-nanopositionerANPx101/ULT/RES+/HV-Linear x-NanopositionerANPz102/ULT/RES+/HV-linear z-nanopositioner系列mk环境兼容的位移台。attocube公司是世界上著名的极端环境纳米精度位移器制造商,已为全世界科学家生产了4000多套位移系统,用户遍及全球著名的研究所和大学。它生产的位移器设计紧凑,体积极小,种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和纳米精度扫描器。

极低温mK级纳米精度位移台助力量子通讯网络现实化

图三 attocube低温强磁场位移器,扫描器,及3DR旋转台

  极低温mK级纳米精度位移台技术特点如下:

极低温mK级纳米精度位移台助力量子通讯网络现实化

  参考文献:

  [1] Nature Communications 11, 4460 (2020) 

  [2] PRX Quantum 1, 020315 (2020)

  相关产品:

  极低温mK级纳米精度位移台

点击进入QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司展台查看更多 来源:教育装备采购网 作者:Quantum量子科学仪器贸易(北京)有限公司 责任编辑:王道 我要投稿
2021全国教育装备云展会650*100

相关阅读

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:教育装备采购网"的所有作品,版权均属于教育装备采购网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:教育装备采购网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:XXX(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

2021全国教育装备云展会300*245