新方法可精準(zhǔn)控制光纖內(nèi)光學(xué)電路，有望幫助加密通信網(wǎng)絡(luò)和超快量子計(jì)算研發(fā)
來(lái)自英國(guó)、瑞典、意大利和荷蘭的科學(xué)家組成的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了一種強(qiáng)大的新方法，能精準(zhǔn)控制光纖內(nèi)部的光學(xué)電路。這一成果有望促進(jìn)不可破解的通信網(wǎng)絡(luò)和超快量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)。相關(guān)論文發(fā)表于19日出版的《自然·物理學(xué)》雜志。
光穿過(guò)位于傳統(tǒng)電子電路板上部的光纖。
圖片來(lái)源：赫瑞—瓦特大學(xué)
最新研究負(fù)責(zé)人、英國(guó)赫瑞—瓦特大學(xué)教授梅于爾·馬利克解釋說(shuō)，光能攜帶大量信息，用光而非電進(jìn)行計(jì)算的光學(xué)電路被視為計(jì)算技術(shù)的下一個(gè)重大飛躍。但隨著光學(xué)電路變得越來(lái)越大、越來(lái)越復(fù)雜，光學(xué)電路更難控制和制造，也影響了其性能。在最新研究中，他們利用商業(yè)光纖內(nèi)部光的自然散射行為，以高度精確的方式對(duì)其中的光學(xué)電路進(jìn)行編程。
當(dāng)光進(jìn)入光纖時(shí)，會(huì)以復(fù)雜的方式散射和混合。通過(guò)深入了解這個(gè)復(fù)雜過(guò)程，并精確地塑造進(jìn)入光纖的光，研究團(tuán)隊(duì)找到了對(duì)其中的光學(xué)電路進(jìn)行編程的方法。
馬利克說(shuō)，科學(xué)家可在一個(gè)光子上編碼很多信息，例如其空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間和顏色等。如果能同時(shí)使用所有這些屬性進(jìn)行計(jì)算，就會(huì)釋放出巨大的處理能力。光學(xué)電路對(duì)量子技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，包括具有強(qiáng)大處理能力的量子計(jì)算機(jī)和無(wú)法被黑客入侵的量子通信網(wǎng)絡(luò)。量子通信網(wǎng)絡(luò)的末端需要光學(xué)電路，以對(duì)長(zhǎng)距離傳播后的信息進(jìn)行測(cè)量;量子計(jì)算機(jī)則使用光學(xué)電路對(duì)光粒子進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算。量子計(jì)算機(jī)有望在藥物開(kāi)發(fā)、氣候預(yù)測(cè)和太空探索等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，機(jī)器學(xué)習(xí)也需要借助光學(xué)電路快速處理大量數(shù)據(jù)。
研究人員展示了如何用他們的可編程光學(xué)電路操縱量子糾纏。糾纏在許多量子技術(shù)中發(fā)揮著重要作用，例如糾正量子計(jì)算機(jī)內(nèi)部的錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)最安全的量子加密等。
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