科学家利用薄膜纳米光子设备产生“超宽带”纠缠光子带宽

罗切斯特大学 Qiang Lin 实验室的研究人员利用薄膜纳米光子设备，产生了创纪录的“超宽带”纠缠光子带宽。工程师们在芯片大小的纳米光子设备上实现了前所未有的带宽和亮度。罗切斯特大学的研究人员利用这一现象，通过使用他们在《物理评论快报》上描述的一种薄膜纳米光子设备，产生了一个令人难以置信的大带宽。

量子纠缠，也就是爱因斯坦曾经提到的“远距离幽灵行动”，发生在两个量子粒子彼此相连的时候，即使相隔数百万英里。对一个粒子的任何观察都会影响另一个粒子，就像它们在相互交流一样。当这种纠缠涉及到光子时，有趣的可能性就出现了，包括纠缠光子的频率，其带宽可以被控制。

这一突破可能会出现：

· 提高计量和传感实验的灵敏度和分辨率，包括光谱学、非线性显微镜和量子光学相干断层成像。

· 在信息处理和通信的量子网络中进行更高维的信息编码

电子和计算机工程教授 Qiang Lin 说：“这项工作代表了在纳米光子芯片上产生超宽带量子纠缠的一个重大飞跃。它展示了纳米技术对于开发未来通信、计算和传感的量子设备的力量”。

Qiang Lin 实验室创造的薄膜铌酸锂纳米光子设备使用一个两面都有电极的单一波导。首席作者 Usman Javid 说，块状器件的直径可以达到数毫米，而薄膜器件的厚度为600纳米--其横截面积比块状晶体小一百万倍以上。这使得光的传播对波导的尺寸极为敏感。

Javid 说，该设备已经准备好在实验中部署，但只是在实验室环境中。为了在商业上使用，需要一个更有效和更具成本效益的制造工艺。尽管铌酸锂是基于光的技术的一种重要材料，但铌酸锂的制造“仍然处于起步阶段，它将需要一些时间才能成熟到具有经济意义”。

DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.183601