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Xsjk (China)

Research produces intense light beams with quantum correlations

Publicado em 13 novembro 2020

研究产生具有量子相关性的强光束

高度复杂的尖端技术已经利用了光量子态的特性,例如,LIGO的最新灵敏度升级,自2015年9月以来用于检测引力波的激光干涉仪引力波天文台或所使用的加密密钥用于卫星机载安全。

两种解决方案都使用晶体作为无噪声的光放大器。但是,原子蒸气的使用已被认为是一种更有效的替代方法,可以增强非经典光态的可及性。

圣保罗大学物理研究所(IF-USP)的研究人员Marcelo Martinelli说:“我们证明了基于这些原子放大器的振荡器可以产生具有量子相关性的强光束。” Martinelli是《物理评论快报》上发表的一篇文章的合著者,他描述了一个主题项目迄今为止的主要结果,他是该项目的主要研究人员,并得到了圣保罗研究基金会FAPESP的支持。

晶体和原子蒸气都可以用来产生量子相关的光束。调查这些来源的行为是一个挑战。低于一定功率水平的光的行为类似于灯泡产生的光的行为。高于某个阈值,其特性类似于激光的特性。马丁内利说:“就像晶体或原子蒸气将灯发出的光转换成激光一样。在原子介质中研究这种转变要比在晶体介质中容易,因为可以在原子介质中产生更强的光束。”

光腔用于此目的。通过控制腔的几何形状和原子蒸气温度,Martinelli及其合作者能够在更多的开放腔中产生光子耦合。

“与旧的基于晶体的腔相比,这具有两个优点:更高的量子效率,从而使输出窗口提供的光子数量轻松超过了环境所损失的光子数量,并且有机会研究更细微的光子细节。异质频率的光之间的跃迁和强烈的类激光束的产生。就好像我们为相变的量子动力学打开了一个窗口。”

潜在的应用包括对光中的量子噪声进行处理的高精度计量以及通过量子纠缠进行信息编码。

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