雷神BBN技术公司发现利用量子噪声检测单个光子的方法

技术研究 量科网 2021-05-11 08:47

据国外媒体的报道,近日,雷神BBT技术公司的一组科学家团队发现了一种检测单光子的新方法,这项研究工作发表在近期的学术期刊《Science》上。这项技术或将运用在具有指数级计算能力的量子处理器中。

雷神BBN技术公司发现利用量子噪声检测单个光子的方法
此图描绘一种用约瑟夫森结检测单光子的新技术

量子计算中的约瑟夫森结类似于经典处理器中的电子晶体管,因此它们是非常重要的单元。雷神BBN技术公司的量子信息科学家、哈佛大学的研究助理员Kin Chung Fong说:“我们研发的新设备使用了量子计算中的这一基本单元,它只能通过一个光子进行通信。能提高通信的速度,并可用来打造量子网络和量子传感器等。”

量子计算机目前面临着一些技术限制,其中一个难题是环境噪声问题,这种噪声会导致量子比特的叠加态消失,让量子处理器产生计算错误。其他研究人员都在为噪声问题头痛时,Fong和他的团队则看到了机会。

他们发现的新方法可以用类似高速公路的概念来阐述。超导中的电荷就像公路上的汽车,原则上它们可以非常快的移动且不会相互碰撞,但环境噪声就像是车道中央的一辆故障车,它的出现会导致交通中断。Fong说:“这种中断可能会破坏量子计算应用程序中的数据......但我们则利用这一现象来检测单个光子,从而使通信量继续保持高速增长。”

该团队用约瑟夫森结填补了一项技术空白,可以用它来实现检测单个光子。该团队的下一步工作是表征其性能并对它进行扩展性研究。这一新发现打开一种前所未有的量子处理器连接方式,雷神BBN技术团队相信凭借他们拥有系统工程的专业知识,可以将这项基础研究运用到更实际的应用中。(编译: Qtech)