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重磅:物理学家实现将数据信息,从微波转换为光学信号

来自阿尔伯塔大学的物理学家,已经开发出可以将数据信息从微波转换为光学信号的技术,这一进步在下一代超高速量子计算机和安全光纤电信方面有很好的应用前景。量子模拟Ultracold气体研究主席Lindsay LeBlanc解释说:许多量子计算机技术工作在微波区域,而许多量子通信通道,如光纤和卫星,都是利用光学工作的,我们希望这个平台在未来可以用来在这两种波之间进行量子信号的转换。

这项新技术的工作原理是在微波辐射和原子气体之间引入强烈的相互作用。然后用音频信号对微波进行调制,将信息编码到微波中。这种调制通过气体原子,然后用光学光探测这些原子,将信号编码成光。这种从微波域到光域的信息传输是关键结果,这两种载波信号的波长相差50000倍,要在这两种波之间转换信号并不容易,但现在这种转换证明这是可能的。

LeBlanc和实验室的研究人员,包括研究生安德烈?特雷蒂亚科夫(Andrei Tretiakov)和本科生蒂莫西?李(Timothy Lee),与物理学家约翰?P?戴维斯(John P.Davis)和研究小组(包括研究生克林顿?波茨(Clinton Potts))密切合作开发这项技术。LeBlanc和戴维斯是Quanta的一部分,广达是NSERC Create项目的一部分,旨在培训研究生新兴量子技术。这个想法是通过Quanta的研究产生,事实证明,这一想法的效果与最初预期的一样好,甚至更好。

这种以发现为导向的研究可能会非常富有成效,并将研究引向新的可能性,其研究成果发表在《应用物理快报》期刊上。原子气体提供了许多机会来处理广泛电磁光谱中的电磁信号,具有音频调制的微波信号,通过利用由谐振的高Q微波腔放大原子微波,即光学双共振和磁场耦合来编码光信号中的信息。利用这种方法,音频信号在GHz载波中编码为幅度或频率调制,通过电缆或自由空间传输,通过腔增强的原子。

微波相互作用进行解调,最后进行光学检测以提取原始信息。这种原子-腔信号传输技术,提供了一种在微波场和光场之间传递信息的强大手段,所有这些都使用了相对简单的实验装置,而不需要有源电子器件。这项还得到了阿尔伯塔大学理学院、加拿大自然科学与工程研究理事会(批准号:RGPIN-06618-14、RGPIN-04523-16、DAS-492947-16、STPGP-494024-16和CREATE-495446-17)、阿尔伯塔省创新基金会、加拿大创新基金会和加拿大研究教席计划的支持。

博科园|研究/来自:阿尔伯塔大学

参考期刊《应用物理快报》

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