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潘建伟团队再立新功,又获得一个国际首次,为量子领域奠定基础

前沿哨所 2019-08-20 10:11:47
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潘建伟团队再立新功,又获得一个国际首次,为量子领域奠定基础

“中国量子力学之父”潘建伟

说起量子力学,很多人都认为这是一个神秘的领域,普通人难以接触。但中国却有一群科学家却整天钻研着这些晦涩难懂的东西,并且取得了价值不菲的成就,而这其中的代表,就是“中国量子力学之父”潘建伟。而近日,潘院士与他的团队再立新功,又获得了一个国际首次。

据媒体报道,来自中国科技大学的消息,中国量子学领域的顶级科学家潘建伟院士与其团队在国际上首次提出椭圆微腔耦合实现确定性偏振单光子的理论方案,并在窄带和宽带两种微腔上成功实验实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源,为量子领域多项技术奠定了科学基础。

潘建伟院士作为中国前沿的科学家,为不少人熟知,但是更多的人对于潘院士的理论成果并不熟悉,甚至光听描述都会懵圈,毕竟量子领域一直给人一种神秘感,很难去抽象的理解,很多人也对单光子源也感到摸不着头脑,那么它到底有什么用呢?

潘建伟团队再立新功,又获得一个国际首次,为量子领域奠定基础

单光子源目前至少在三个方面有着大用处:

首先是量子加密技术的必然要求。所谓的量子加密,就是利用力学的原理,传送秘密钥匙。相比于传统加密方式,量子加密技术会让你的私人信息更加安全,你的移动设备遭到窃听或者密码被截获的可能性要大大降低,而现有的窃听技术几乎对量子加密无解。

其次,进行线性量子计算需要用到单光子源。我们计算器进行数据处理,都会用上计算,而量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态,从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力,也能使计算器发挥更大的功效。

此外,高性能的单光子源能够对各种探测光学的仪器定义标准。如同度量衡一般,光学仪器对物体的探测也需要一个标准,而越是高性能的单光子源,越能让仪器的精度标准提升。

潘建伟团队再立新功,又获得一个国际首次,为量子领域奠定基础

单光子源在量子领域的作用如此之大,但是它却并非如此的稳定。科学家进行量子力学的研究已有一个多世纪,而其中所遇到的种种困难,很多都是来源自单光子源。实际上量子并不喜欢单独行动,它们更愿意三五成群“抱团”行动,而正是因为很难让单个量子隔离出来,这也使得在量子学研究时,经常能得到不同标准,而且科学家发现,单光子源往往比成团的光子更有效果。

在多光子的情况下,必然导致量子加密技术的安全性降低,同时也会减少量子传输的速度与距离,如同狭窄的跑道上挤满选手,使得选手们都发挥不出实力。而潘建伟团队的这项研究意义,便在于他们寻找到高性能的单光子源,这使得量子技术的突破有了一个新的基础。

量子力学是一门高深的技术,虽然很多人并不了解这些,但是这确实现代化科技必要的一项技能,因此也很难有直观的感受。好在我们拥有许多像潘建伟院士一样的人才,为中国打开量子领域的大门。潘建伟团队再攀量子高峰,让外国学者也夸赞不已,甚至直言“必须学习中国的新科学研究,不过这之前要先学中文了。”(子文)

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