隨著數(shù)字革命已成為主流，量子計算和量子通信在該領(lǐng)域的關(guān)注度迅速上升。量子現(xiàn)象使增強的測量技術(shù)以及使用新方法的科學進步的可能性，引起了全世界研究人員的特別關(guān)注。

最近，坦佩雷大學的兩位研究人員，羅伯特·菲克勒（Robert Fickler）助理教授和博士研究員馬庫斯·希卡馬基證明，可以使用光子的空間形狀以近乎完美的方式控制雙光子干涉。他們的研究發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在著名的《物理評論快報》上。

使用多個連續(xù)無損耗調(diào)制來操縱光子的空間結(jié)構(gòu)所使用方法的概念圖

馬庫斯·�？�馬基解釋說：“我們的報告顯示了如何使用復雜的光整形方法使兩個量子光以新穎且易于調(diào)整的方式相互干擾。”

單光子（光的單位）可以具有高度復雜的形狀，這對于量子技術(shù)（例如量子密碼技術(shù)，超靈敏測量或量子增強的計算任務(wù)）是有益的。為了利用這些所謂的結(jié)構(gòu)化光子，使它們干擾其他光子至關(guān)重要。

“基本上所有量子技術(shù)應(yīng)用中的一項關(guān)鍵任務(wù)是以更復雜和可靠的方式提高操作量子態(tài)的能力。在光子量子技術(shù)中，這項任務(wù)涉及改變單個光子的特性以及相互干擾多個光子。” 該大學實驗量子光學小組的負責人羅伯特·菲克勒（Robert Fickler）說。

線性光學有希望為量子通信帶來解決方案

​從高維量子信息科學的角度來看，所展示的發(fā)展尤其有趣，在高維量子信息科學中，每個載波使用了不止一個比特的量子信息。這些更復雜的量子態(tài)不僅可以將更多的信息編碼到單個光子上，而且在各種情況下都具有更強的抗噪聲能力。​

​兩位研究人員提出的方法有望構(gòu)建新型線性光網(wǎng)絡(luò)。這為光子量子增強計算的新方案鋪平了道路。

馬庫斯·希卡馬基繼續(xù)說：“我們的實驗證明，將兩個光子聚集成多個復雜的空間形狀是將結(jié)構(gòu)化光子應(yīng)用于各種量子計量和信息任務(wù)的關(guān)鍵的下一步�！�

​​研究人員現(xiàn)在的目標是利用這種方法開發(fā)新的量子增強傳感技術(shù)，同時探索更復雜的光子空間結(jié)構(gòu)，并為使用量子態(tài)的計算系統(tǒng)開發(fā)新方法​。

“我們希望這些結(jié)果能夠激發(fā)對光子整形的基本極限進行更多的研究。我們的發(fā)現(xiàn)也可能觸發(fā)新的量子技術(shù)的發(fā)展，例如改進的耐噪聲量子通信或創(chuàng)新的量子計算方案，這些都受益于這種高維光子量子態(tài)�！绷_伯特·菲克勒（Robert Fickler）補充說。

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