基于微機械臂的新型量子網(wǎng)絡(luò)
近年來，納米機械振蕩器已經(jīng)成為量子信息應(yīng)用的一個有前景的平臺。工程光機械諧振器的量子糾纏將為可擴展量子網(wǎng)絡(luò)提供一條令人信服的途徑。圖爾夫特大學(xué)和維也納大學(xué)的研究人員已經(jīng)觀察到了這種糾纏，并在本周的《自然Nature》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。 XA)'=L!^
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上圖所示是藝術(shù)家對兩個機械振蕩器的藝術(shù)化創(chuàng)作，這兩個機械振蕩器通過光干涉儀內(nèi)的光場進入量子糾纏態(tài)。這兩個系統(tǒng)表現(xiàn)出比經(jīng)典的可能的相關(guān)性強，通常稱為遠距離的幽靈作用。這表明工程系統(tǒng)之間的糾纏有助于直接實現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)。圖片來源：代爾夫特理工大學(xué)納米科學(xué)研究所 EyY],W1 Y
振動一般會表現(xiàn)為波的形式，但量子力學(xué)也預(yù)測波運動由稱為聲子的能量的微小離散包組成。2017年9月，圖爾夫特大學(xué)和維也納大學(xué)的研究團隊展示了利用激光脈沖對這些振動進行量子控制的新水平。他們創(chuàng)造了單獨的聲子激發(fā)，并證實了他們的基本粒子方面。這些單聲子的產(chǎn)生和驗證是走向機械運動的全光學(xué)量子控制的重要步驟。 (WRMaI72(
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現(xiàn)在，他們通過在“電信”光子介導(dǎo)的兩個這樣的微機械諧振器之間產(chǎn)生糾纏，研究已經(jīng)邁出了重要的一步。這種糾纏被稱為“兩個物體之間的遠距離的行為”，這只能用量子理論來描述。 M+poB+K.
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“糾纏對于量子通信網(wǎng)絡(luò)來說是一個至關(guān)重要的資源，”圖爾夫特大學(xué)納米科學(xué)研究所的Simon Gröblacher教授說�！疤貏e重要的是在遠程量子存儲器之間分配糾纏的能力。以前的實現(xiàn)利用了嵌入在空腔中的原子這樣的系統(tǒng)，但是在這里，我們介紹了一種純納米加工的固態(tài)平臺，它是以芯片為基礎(chǔ)的微諧振器的形式——同時限制光和振動的小硅束。通過將單個機械量子的控制擴展到多個器件，我們展示了兩個芯片之間的20微米的微機械器件之間的糾纏。” R4{-Qv#8
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所用的器件由微米尺寸的硅束組成。它們以這樣的方式被圖案化，它們的振動可以“寫入”穿過它們的激光脈沖，反之亦然。振動光束由80億個原子組成，每個都是一個細胞的大小，因此可以用放大鏡或顯微鏡很容易地看到。 iA' As%S1
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“納米機械光學(xué)器件是一個非常有前途的集成聲子量子信息處理平臺，因為該系統(tǒng)的參數(shù)，如光轉(zhuǎn)換波長和量子存儲時間，可以通過設(shè)計自由定制。例如，我們故意選擇設(shè)備的光波長在電信頻段，這通常用于高帶寬互聯(lián)網(wǎng)的分布。因此，我們表明，量子網(wǎng)絡(luò)可以利用傳統(tǒng)的光纖結(jié)合我們的設(shè)備來構(gòu)造，”來自維也納大學(xué)的Sungkun Hong博士說。 <s X VW
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另一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它們的器件可以與其他固態(tài)量子系統(tǒng)一起集成在芯片上。例如，作者預(yù)計，它們的設(shè)備可能與超導(dǎo)量子電路接口，并用作量子“以太網(wǎng)端口”，在電路和光信號之間傳輸量子信息。
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“下一步將是建立一個由更多的波束組成的網(wǎng)絡(luò)，在幾百米甚至幾百公里的范圍內(nèi)工作，使我們更接近于實現(xiàn)一個系統(tǒng)，而不是真正的量子應(yīng)用。”Gröblacher教授說�！拔覀冋J為在今后幾年將會實現(xiàn)這些應(yīng)用，而且不會有根本性的障礙�！� #G#g|x *V
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原文來源：https://phys.org/news/2018-04-quantum-network-based-micromechanical.html（實驗幫譯）
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