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中国科大首次实现波导模式编码量子逻辑门

  中国科学技术大学郭光灿院士团队在光量子芯片研究中取得重要进展。该团队任希锋研究组与浙江大学光电科学与工程学院/现代光学仪器国家重点实验室戴道锌团队合作,国际首次实现了片上波导模式编码的两比特量子逻辑门操作,相关成果于2月11日在国际知名学术期刊《物理评论快报》发表。
  经典和量子信息应用都需要大幅提高光子芯片的信息处理和通信能力,从而满足日益增长的光通信和互联的需求。为了实现大规模光量子系统,多光子、多自由度和高维编码是必然途径。多模波导模式具有独特性质,如高维扩展性、紧凑性以及与其它自由度的任意相干转换等,这使得波导模式编码在集成光子学领域中有着广泛的前景。因此,近年来波导模式编码备受关注。
  任希锋研究组与浙江大学戴道锌团队长期合作致力于硅基光量子器件及芯片研究并取得系列重要进展:(1)国际上首次将波导模式编码用于量子信息处理,实现了波导模式、偏振和路径编码纠缠态之间的相干转换(Nat Commun 7, 11985, 2016);(2)首次实现波导模式编码纠缠光源制备(npj Quantum Inf 5, 2, 2019);(3)基于密集波导超晶格阵列构建世界上最小尺寸的光学量子受控非门(Phys Rev Lett.126.130501 (2021))等。在此基础上,双方进一步合作自主设计和研制了波导模式耦合器(TMDDC)、模式衰减器(MMA)等两种新型多模光子器件,分别用于实现特定的模式相关耦合和模式相关衰减等功能;并进一步将这些新型光子功能器件单片集成,在国际上首次展示了波导模式编码的两比特受控非门控操作。
  图1. 光子波导模式编码量子控制非门芯片示意图
  该成果为波导模式编码量子操作铺平了道路,也可用于片上多自由度光量子信息处理。审稿人一致认为这是一个重要的研究工作,给出高度评价:"The two new components TMDDC and MMA invented here are important(新发明的两种器件TMDDC和MMA很重要)"、"I believe that the work presented in this letter will provide essential tools in that field(我相信这个工作将在相应研究领域中提供必要工具)"。
  中科院量子信息重点实验室任希锋教授、浙江大学光电科学与工程学院/现代光学仪器国家重点实验室戴道锌教授为论文共同通讯作者,中科院量子信息重点实验室特任副研究员冯兰天和浙江大学助理研究员张明为论文共同第一作者。该工作得到了科技部、国家基金委、中国科学院、安徽省以及中国科学技术大学的资助。
  论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.060501

用甜甜圈裱花的舞蹈寻找极轻粒子黑洞事件视界望远镜(EHT)合作组观测到的巨型星系Messier87中的黑洞(M87?)阴影图像为天文学和引力研究带来了丰富的信息。除了惊叹于首次目睹的黑洞真面目,我们还能从中了解三位宇航员讲课时是如何实现天地通话的?建立太空信号基站天宫课堂已经开课两次了,从第一次开课是去年12月9号,最近一次则是几天前的3月23号,期间航员的各种物理小实验讲解和演示实在是引人入胜,除此以外,还有之前的除夕夜现场直播拜年,相信被爱因斯坦摔飞的宇宙飞船地球承载着全人类围绕太阳公转,太阳带着整个太阳系绕银心公转,银河系又以每秒约215千米的速度向仙武座方向运动,本星系群还在绕着总星系运动爱因斯坦年轻时喜欢爬山,一次偶然的跌倒,结果太平洋突然出现巨大岛状物,覆盖上百平方公里,科学家不忧反喜综述石头沉入大海是一件再平常不过的事情了,可有一种情况石头是不会沉入大海的。那就是石头内部有大量的泡沫状结构,这样一来石头的密度相对于海水就低了,整块石头便可以漂浮在海面上。通常这长征六号改成功首飞,长征火箭家族还有哪些新成员?来源新华网长征六号改成功首飞,长征火箭家族还有哪些新成员?3月29日,我国首型固体捆绑运载火箭长征六号改在太原卫星发射中心点火升空,成功将两颗卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功化石证据绵延超过150万年,我们远古的祖先直立人已灭绝的古人类直立人是首创的物种。它是我们的亲戚中第一个拥有与人类相似的身体比例,相对于躯干而言手臂较短,腿较长。它也是已知的第一个迁出非洲的古人类,并且可能是第一个烹饪食物的人。用南极模拟火星采集人类活动数据,NASA想要一试,但结果是这样徒步南极,NASA派出两位探险家所为何事?NASA(美国国家宇航局)正在追踪两个穿越南极洲的探索者为人类去火星做准备英国探险家贾斯汀帕克肖(JustinPackshaw)和杰米费瑟詹姆斯韦伯望远镜即将传回首张天文照片詹姆斯韦伯望远镜预计今年夏天传回首张全解析度的天文照片。法国当地时间2021年12月25日13时15分(北京时间25日20时15分),美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜在法属圭亚那库物理学家创造出可压缩的光学量子气体LeonEspertMiranda,JulianSchmitt博士和ErikBusley。图片来源VolkerLannertUniversityofBonn波恩大学的研究人员创造了宇宙中是否有第五种力?物理学家正在探寻中中子撞击硅原子就像是海浪在撞击海滩一样,它将帮助物理学家寻找新的基本作用力。图片来源原文物理学家已经达成了共识,世间万物都是通过四种基本的力进行相互作用的。然而,这并没有阻碍他们热黑洞真的是黑色的吗?黑洞大家都听说过吧!大家对他的认知真的是对的吗?黑洞概念图黑洞是一个自身引力非常大的天体,只有巨大的质量被塞到一个非常小的体积内,才能制造出黑洞。而且黑洞是会转动的,听起来可能会有
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