广东工业大学信息工程学院刘震宇副教授,在国家留学基金委资助和广东工业大学中青年教师培养交流计划的支持下到悉尼大学访问期间,在将单光子作为安全系统中量子信息载体的研究中,负责高速光电接口设计和光子流的信息处理,对光子信号实现了精准的时间槽控制,为该研究工作做出了重要贡献。该研究的成果是量子安全通信技术的重大突破,其论文《Active temporal Multiplexing of Indistinguishable Heralded Single Photons》于2016年3月21日出版的《Nature Communications》上发表。
悉尼大学物理学院的超高宽带器件光学系统研究中心(CUDOS总部)、悉尼大学电子与信息工程学院、广东工业大学信息工程学院,以及墨尔本大学,麦考瑞大学和澳洲国立大学的CUDOS合作点的科学家们共同努力,通过对物理定律的研究,实现了对光子出现时间的控制,使单光子能够在预期的时间出现,解决了密码交换发展中的关键问题。
量子通讯和量子计算是下一代新技术,在众多的量子系统中,光学系统提供了特别容易利用量子效应的方法。在过去的几十年中,许多光量子信息处理的基础模块发展迅速。
"实现光量子技术现在有一个基本的挑战:让全同单光子在指定的时间出现。"论文的第一兼通讯作者熊春乐(音译)博士认为:"这个研究表明产生单光子的机率可以通过该方法加倍,这个方法最终可以拓展为百分之百机率地产生单光子。"
CUDOS研究中心主任,论文作者Benjamin Eggleton教授认为,这个跨学科的研究可以变革安全交换数据的能力,同时推进量子运算,让搜索大数据的速度呈指数倍增长。Eggleton教授说:"产生单光子的这种方法将会推动安全通讯系统的发展,保护国防网络和智能网络,加强个人电子隐私等。这项新技术可以高度集成,并且能够通过现有的设备制造。"
另一位论文作者,悉尼大学电子与信息工程学院计算机工程实验室主任Philip Leong教授认为,这项进展对于探索光子学和电子学的结合,为量子研究提供新架构非常重要。这项技术解决了产生单光子的基本问题,促进了关键高速电子器件的研究,为这个领域的带来了变革。
这个团队目前现在正在探索更先进的设计,并预期在三到五年内会实现全球推广应用。
论文链接:http://www.nature.com/ncomms/2016/160321/ncomms10853/full/ncomms10853.html
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