“面向2020年科技发展战略选择”激光技术不会缺席
上述研究为我国通过发射量子科学实验卫星,实现基于星地量子通信的全球化量子网络和在大尺度量子理论基础检验,以及探索如何融合量子理论与爱因斯坦广义相对论,奠定了必要的技术基础。这是中科院量子科技先导专项继去年实验实现拓扑量子纠错和百公里自由空间量子态隐形传输与纠缠分发后取得的重要突破,同时也是量子信息与量子科技前沿协同创新中心的最新重要成果。
5、德国实验量子密钥 激光通信防窃听
德国航空航天中心(DLR)研究人员已成功地从快速移动目标中发送量子密钥,这将在密码学中开辟新的可能性。量子密钥发送实验在德国奥伯芬霍夫进行,该实验使用了位于DLR用于通信与导航的光学地面站和多尼尔228-212飞机。在此次试验中,量子数据成功通过激光束从飞机被发送至地面站。
DLR在一次新闻发布会上指出:基于量子力学的密钥交换被认为是绝对安全的防窃听手段。因为将单个光子的量子力学状态用于加密时,任何试图截获的活动都会对粒子状态产生干扰,使人们可以立即检测到拦截活动。
然而,目前为止,量子密钥仅在有限的地方得以运用。由于(量子)数据通常要通过光纤进行传输,因此,量子密钥传输距离有限。当前的飞行试验证明,量子密码技术还可以用于快速移动的目标,并可以集成到现有的光通信系统之中。未来,量子数据很可能以这种方式通过卫星进行全球分发。
DLR在新闻发布会上表示:量子密钥试验所面临的特殊挑战是如何将光信号精确地指向地面站望远镜。为了做到这一点,研究人员成功地将飞行时的定位精度提升至千分之一。
慕尼黑大学物理学家哈尔拉德·魏因福尔特带领一个工作组开发了此次试验中用于量子密钥的激光技术。DLR表示,使用这一系统,有可能产生极其微弱的激光脉冲,从而可以利用单个光子的量子特性。这也是这一不可能被截获的加密技术的机理。
6、激光照射量子点为开发量子计算机开辟新道路
奥地利因斯布鲁克大学的科学家借助微型半导体结构,用激光照射量子点首次获得了成对的光子。这一成果可进一步推动量子的应用研究,并可用于量子计算机的开发。
量子点是准零维的纳米材料,由少量的原子构成。单个原子很难被“固定”,而量子点比较容易“被集成到半导体芯片中”。研究人员在实验中采用了砷化铟中的量子点。这种量子点每个有约一万个原子组成,由于其特殊的结构,它们的活动与单一原子十分相似。
研究人员首先用液态氦对嵌入在一个微型半导体结构中的量子点进行冷却,然后用激光照射以提高电子能量状态,最终能量便以光子形式得到释放。因斯布鲁克大学实验物理研究所专家魏斯说,目前科学家们已经能够有意地从一个量子点中得到成对光子。目前,研究人员还尝试将量子点与激光器集成在一个芯片上,这样就能很方便地产生成对光子。成对光子在量子研究中有着很好的应用前景。
7、基于激光冷却原子美国开发量子传感技术
美国陆军研究实验室科学家正在对量子传感领域进行探讨,发现可以通过技术创新,提高陆军导航和探测能力。
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