据《每日科技网》(scitechdaily)报道,美国科学家利用“表面声波”(Surface Acoustic Wave, SAW)技术,成功将光与声音粒子配对,克服了量子网络发展的一项重大挑战,为未来量子资讯的长距离传输开启了新的可能性。这项突破性的研究,近日已发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上。
量子网络被视为下一代网际网络的发展方向,其安全性、速度和效率都远超现有的网络技术。简单来说,量子网络就像是一条量子高速公路,可以让量子资讯在不同的量子设备之间快速传递,而这些资讯将被转换成光,因为光可以在光纤中长距离传输。
然而,如何有效地将量子资讯转换成光,并在不同的量子系统之间传输,一直是科学家们致力克服的难题。美国罗彻斯特大学(University of Rochester)的研究团队,利用“表面声波”技术,找到新的突破口。
表面声波是一种沿著材料表面传播的机械波,如同海浪或地震波一般。它可以在材料表面产生微小的“共振腔”,就像一个个微型回音室,让声音粒子可以在其中停留很长时间,进而增强与光的交互作用。
过去,科学家们利用压电材料产生和控制表面声波,但这种方式需要将电极插入声波共振腔,容易造成干扰,影响实验结果。
为了解决这个问题,罗彻斯特大学的研究团队独辟蹊径,尝试利用光来操控表面声波,成功开发出非侵入式的耦合(coupling)技术。他们设计出一种新型的声波共振腔,成功地将光与声音粒子配对,让量子资讯能够更有效地转换成光,并在不同的量子系统之间传输。
这项技术不仅可以用于建构量子网络,还可以应用于材料特性分析、感测器开发,以及凝聚态物理等领域。研究团队相信,这项突破性的研究,将为量子科技的发展,开辟更多可能性。