物理学家开发了一种新的光子源,用于防震通信

时间:2020-04-06 18:39 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

物理学家开发了一种新的光子源,用于防震通信

由汉诺威莱布尼茨大学凤凰会的Michael Kues教授参与的一个国际研究小组开发了一种新的方法,可以在以前无法达到的光谱范围内产生量子纠缠光子。这一发现可以使未来基于卫星的通信加密更加安全。

一个来自英国的15人研究小组美国、德国和日本已经开发出一种新的方法来产生和检测2.1微米波长的量子纠缠光子。在实践中,纠缠光子被用于加密方法,如量子密钥分发,以完全保护两个合作伙伴之间的通信不被窃听。研究结果首次在最新一期的《科学进展》上发表。

在700到1550纳米的近红外范围内,利用纠缠光子实现加密机制在技术上是可行的。然而,这些短波长有缺点,特别是在卫星通信中。它们受到大气中吸收光的气体和太阳本底辐射的干扰。在现有技术下,端到端加密传输数据只能在晚上进行,而不能在晴天和阴天进行。

由格拉斯哥大学的Matteo Clerici博士领导的国际研究小组现在报告了一项可能解决这个问题的发现。Michael Kues教授说,在2微米波长处纠缠的光子对受太阳背景辐射的影响将显著减小。此外,所谓的传输窗口存在于地球的大气中,特别是在波长为2微米的情况下,在这段时间内,光子被大气中的气体吸收较少,从而允许更有效的通信。

在他们的实验中,研究人员使用了由铌酸锂制成的非线性晶体。他们将来自激光的超短光脉冲发送到晶体中,非线性相互作用产生了新的2.1微米波长的纠缠光子对。

研究结果发表在《科学》杂志上描述实验系统的细节和进步的纠缠光子对的验证:“下一个关键步骤将使小型化这个系统转换成光子集成的设备,使其适合大规模生产和使用在其他应用程序场景中,“谷说。

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