光子量子传感器 传感器非破坏性地测量光粒子

光电探测器将光转换为电信号,导致光线丢失。研究人员现在已经建立了一种能够非破坏性地测量光粒子的量子传感器。它可用于进一步研究光的量子特性。

物理学家Tracy Northup目前正在因斯布鲁克大学研究量子互联网的发展。美国公民建立了接口,量子信息可以从物质转移到光,反之亦然。通过这样的接口,预计全世界的量子计算机将来能够通过光纤线路彼此通信。在他们的研究中,Northup和她在实验物理系的团队现在已经展示了一种可以非破坏性地测量可见光的方法。这一发展遵循了Serge Haroche的工作,他在20世纪90年代借助于中性原子表征了微波场的量子特性,并于2012年获得了诺贝尔物理学奖。

在由博士后Moonjoo Lee和博士生Konstantin Friebe领导的研究中,研究人员在两个空心镜之间放置了一个电离的钙原子,通过它可以引导可见激光。“离子对光的影响很小,”Tracy Northup解释道。“离子的量子测量使我们能够对室内光粒子的数量进行统计预测。”由理论物理系的因斯布鲁克量子配镜师Helmut Ritsch领导的研究小组对物理学家对测量结果的解释给予了支持。“人们可以在这种情况下谈论用于轻微粒子的量子传感器,”Northup总结道,他自2017年以来一直在因斯布鲁克大学担任Ingeborg Hochmair教授。

在物理评论快报的当前工作中,研究人员将自己局限于经典状态。将来,这种方法也可用于测量光的量子态。这项工作得到了奥地利科学基金FWF和欧盟等国的财政支持。