单光子转换器-量子互联网的一个关键组成部分
一个波兰英国物理学家团队的构建和测试紧凑、 高效的转换器，能修改单个光子的量子特性。新设备应便利建设的复杂量子计算机，并且将来可能会成为全球量子网络，今天的互联网接班人的重要组成部分。
量子互联网和混合量子计算机，建立了利用各种物理现象，操作的子系统现在变得更不只是想象的东西。在一篇文章，只是发表在著名自然光子学 》，物理学家从华沙大学物理学院 （淡水） 和牛津大学公布了此类系统的一个关键要素︰ 一个电光学器件，使单个的光子，要修改的属性。不同于现有的实验室建设，这种新装置与以前遥不可及的效率并同时稳定、 可靠和紧凑。
构建高效的设备，修改单个光子的量子态一项极为艰巨的任务，给出了经典的根本分歧和量子计算。
当代的计算系统基于的处理的位，组的每一种具体的、 知名的状态是︰ 0 或 1。之间不同子组件在一台计算机，并在网络上不同计算机之间的这种位组不断地被转移。通过想象，托盘的硬币被移动从一个地方到另一个地方，与铺设要么与头端或尾巴端朝上，每个硬币的情况，我们可以证明这比喻。
是更复杂的东西在量子计算中，所依赖的叠加态的现象。量子位，称为量子比特，可以在同一时间是既 1 和 0 的状态。继续上文所述的比喻，这就好比在其中每个硬币旋转在其边缘的情况。信息处理可以描述为”量子”处理，只要这种叠加的国家可以保留期间所有操作-换句话说，只要没有硬币获取从纺纱状态翻盘在移动时。
“近几年，物理学家们想出如何产生光脉冲与特定波长或两极化，单量子 — — 或激励 — — 电磁场的组成。所以今天我们知道如何生成精确量子 ‘旋转硬币’ 无论何种我们想要这样做，”说博士米哈尔斯基从研究所的实验物理 （淡水），该出版物的作者之一。”但总是实现一件事情让你想要更多 ！如果我们现在有个别光量子具有特定属性，它将有助于修改这些属性。因此任务是更多或更少这︰ 采取纺银硬币和将它从一个地方移动到另一个，但一路走来快速、 准确地把它变成一枚金币，自然没有倾翻。你可以很容易看到，问题非平凡”。
修改单个光子的现有方法有利用非线性光学技术，在试图迫使一个单独的光子与很强的光泵浦光束进行交互的实践中。是否因此受到光子实际上获取修改是纯属偶然。此外，泵浦光的散射可能污染单个光子的流。在构建新的设备，从华沙大学和牛津大学组决定要使用一个不同的物理现象的︰ 发生在某些晶体电光效应。它提供了通过改变 （换言之，没有引入任何额外的光子 ！） 适用于它的外部磁场力的强度改变晶体-中光的折射指数的方法。
卡尔平斯基博士说:”这是相当令人震惊的要修改单个光子的量子特性，我们可以成功地应用技术非常类似于用于标准光纤电信，”。
使用新设备，研究人员成功-而无需中断量子叠加态 ！— — 实现单光子脉冲，自动意味着缩小它的光谱宽度中六倍延长。尤其重要的是同时保持非常高的转换效率进行了整体的运作。现有转换器有操作只有在实验室条件下，只能够修改在光子有数万人。新的设备，工作效率超过 30%，甚至 200 倍优于某些现有的解决方案，同时保持较低的噪音。
“在本质上我们进程进入晶体每一个光子。效率不是小于 100%的物理现象，但由于难避免损失的纯属技术性质，例如出现当光进入出口光学纤维，”解释博士生米甲 Jachura （淡水）。
新的转换器并不是只有高效、 低噪音、 但也稳定紧凑︰ 该设备可以包含在一个带有尺寸不大于 10 厘米 （4 英寸），容易在窜单个光子光纤系统中安装。这种装置使我们对建筑，例如，混合量子计算机，其中的各个子组件将处理信息使用不同的物理平台和现象的量子方式的现实思考。目前，正在试图建立使用，除其他外，囚禁的离子，在钻石、 量子点、 超导电路和原子云电子自旋的量子计算机。每个这类系统与光的不同属性，这种做法实际上排除了光学量子信息传输的不同系统之间进行交互。新的转换器，另一方面，可以有效地转换单光子脉冲光与一个系统兼容的脉冲与另一种兼容。科学家们因此越来越在建立量子网络的真正途径内单个量子计算机 （或子组件及其），小的和全球的提供完全安全地坐落在世界不同地区的量子计算机之间发送数据的方式。
在牛津大学物理系，由布莱恩 · 史密斯博士领导的光学量子技术组中进行了这项工作的实验部分地方博士 Karpi？ 滑雪举行了博士后负盛名下玛丽 · 居里的赠款。在波兰方面，工作的资助来自波兰的国家科学中心和欧盟第七框架方案。
关于华沙大学物理系
物理学和天文学首次出现在华沙大学于 1816 年，根据当时的哲学教师。1825 年建立了天文观测台。目前，物理学院的学院包括实验物理、 理论物理、 地球物理、 数学方法部和天文观测台。研究涵盖现代物理学，表从量子宇宙学上的几乎所有领域。教师的科研和教学人员包括 ca。 200 名大学教师，其中 88 是雇员的教授头衔。华沙大学物理系是由约 1000 名学生和超过 170 博士研究生参加。