前所未有的光波：科学家推出突破性的光学量子探测

德博恩大学的研究人员使用了一种新方法来确定光学(即基于光的)量子态的特性。他们第一次使用某些光子探测器(可以探测单个光粒子的设备)进行所谓的零差探测。

表征光量子态的能力使该方法成为量子信息处理的重要工具。例如，准确了解这些特性对于量子计算机的使用非常重要。研究结果现已发表在专业期刊Optica Quantum 上。

“零差检测是量子光学中常用的一种方法，用于研究光学量子态的波状性质，”物理系帕德博恩介观量子光学工作组的 Timon Schapeler 解释道。他与 Maximilian Protte 博士一起使用该方法研究了所谓的光学量子态的连续变量。这涉及到光波的可变特性。例如，这些可以是振幅或相位，即波的振荡行为，这对于光的定向操纵等非常重要。

光子探测的突破

物理学家首次使用超导纳米线单光子探测器进行测量——目前最快的光子计数设备。通过特殊的实验装置，两位科学家证明，具有超导单光子探测器的零差探测器对输入光子通量具有线性响应。翻译过来，这意味着测量的信号与输入信号成正比。

“原则上，超导单光子探测器的集成在连续变量领域带来了许多优势，尤其是内在的相位稳定性。这些系统还具有几乎 100% 的片上检测效率。这意味着在检测过程中不会丢失任何粒子。我们的结果可以使开发具有单光子敏感探测器的高效零差探测器成为可能。”Schapeler 说。

使用连续的光变量为量子信息处理开辟了新的、令人兴奋的可能性，超越了量子比特(量子计算机的常用计算单元)。

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