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科学家成功实现单光子探测

导读: 近期,德国马克斯·普朗克量子光学研究所科学家Andreas Reiserer领导的科研小组,利用单光子源技术,成功研制出一种新型装置,能够在不损耗光子能量的情况下,成功实现单光子探测。

  单光子的无损探测长期以来一直是困扰研究人员的一大难题。近期,德国马克斯·普朗克量子光学研究所科学家Andreas Reiserer领导的科研小组,利用单光子源技术,成功研制出一种新型装置,能够在不损耗光子能量的情况下,成功实现单光子探测。

  Reiserer、Stephan Ritter博士和Gerhard Rempe教授共同参与了这项研究。装置由一空腔作为工作元件,其中包含一对互相紧密面对的高反射镜面。光子进入空腔后,将被数千次来回反射,并与腔体内的铷原子产生强烈的相互作用。研究人员可以通过改变入射光子的相位进行光子探测,而不损耗光子的能量。

  若光子在探测过程中未遭损坏,就可进行重复检测,从而提高探测器效率。此外,在量子网络中,光子还是量子信息的载体。结果表明,该手段还可对量子网络中的光子进行无损探测,同时保留光子携带的编码信息。

  工作人员利用传统的光电探测器,成功对反射的光子进行了跟踪,以证明无损检测的可实现性。在改组实验中,单光子探测效率可达到74%,而一般破坏性探测器的效率仅为60%。

  该项研究成果已发表在11月14日出版的Science Express上:“Nondestructive Detection of an Optical Photon”  doi: 10.1126/science.1246164


 

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