新发现带来光量子计算的进步

多光子干涉网络

由维也纳大学的菲利普-瓦尔特(Philip Walther)领导的国际研究人员合作，在量子技术领域取得了重大突破，利用一种新型资源节约型平台成功演示了多个单光子之间的量子干涉。这项发表在《科学进展》(Science Advances)上的工作代表了光量子计算领域的显著进步，为更多可扩展的量子技术铺平了道路。

光子之间的干涉是量子光学的基本现象，是光量子计算的基石。它涉及利用光的特性(如光的波粒二象性)来诱发干涉模式，从而实现量子信息的编码和处理。

在传统的多光子实验中，通常采用空间编码，即在不同的空间路径上操纵光子以诱发干涉。这些实验需要复杂的装置和众多的组件，因此资源密集且难以扩展。

相比之下，由维也纳大学、米兰理工大学和布鲁塞尔自由大学科学家组成的国际团队选择了基于时间编码的方法。这种技术操纵的是光子的时域而非空间统计。

为了实现这种方法，他们在维也纳大学的克里斯蒂安-多普勒实验室利用光纤环路开发了一种创新架构。这种设计可以重复使用相同的光学元件，以最少的物理资源实现高效的多光子干涉。

第一作者Lorenzo Carosini解释说：“在我们的实验中，我们观测到了多达八个光子之间的量子干涉，超过了大多数现有实验的规模。得益于我们方法的多功能性，干涉模式可以重新配置，实验规模也可以扩大，而无需改变光学装置。”

研究结果表明，与传统的空间编码方法相比，所实现的架构具有显著的资源效率，为更易获得和可扩展的量子技术铺平了道路。

审核编辑 黄宇