量子力學(xué)領(lǐng)域充滿了令人著迷的現(xiàn)象，它們挑戰(zhàn)著我們對(duì)現(xiàn)實(shí)的理解。其中一個(gè)現(xiàn)象是量子糾纏，即粒子之間的狀態(tài)變得相互關(guān)聯(lián)，無(wú)論它們之間的距離多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的狀態(tài)會(huì)即時(shí)影響另一個(gè)粒子的狀態(tài)。最近發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》的一篇論文，提出了一種新的實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)在先進(jìn)的波導(dǎo)上施加光學(xué)泵浦脈沖，激發(fā)布里淵斯托克過(guò)程，從而在布里淵活性固態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生光聲糾纏對(duì)。

量子糾纏與光聲相互作用簡(jiǎn)介

量子糾纏自1935年由愛(ài)因斯坦、波多爾斯基和羅森提出并得到理論預(yù)測(cè)以來(lái)，一直是量子物理學(xué)的基石，并在隨后的幾十年里得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。糾纏是許多量子技術(shù)的關(guān)鍵資源，包括量子計(jì)算、量子密碼學(xué)和量子通信。

光聲相互作用則涉及光波和聲波之間的耦合。在量子系統(tǒng)中，這些相互作用可以導(dǎo)致光子和聲子之間形成糾纏態(tài)。研究光聲糾纏對(duì)于推進(jìn)我們對(duì)混合量子系統(tǒng)的理解至關(guān)重要，在這些系統(tǒng)中，不同類型的量子粒子相互作用并形成復(fù)雜的糾纏態(tài)。

連續(xù)布里淵活性固態(tài)系統(tǒng)

連續(xù)布里淵活性固態(tài)系統(tǒng)是指布里淵散射在介質(zhì)中持續(xù)發(fā)生的系統(tǒng)。布里淵散射是光與介質(zhì)中的密度波動(dòng)或聲波相互作用的過(guò)程，結(jié)果是光的散射頻率發(fā)生變化。這種變化源于光子與聲子之間的能量交換。在固態(tài)系統(tǒng)中，這種相互作用可以被利用來(lái)創(chuàng)造光聲糾纏。

新研究

新研究提出了一種創(chuàng)新的生成光聲糾纏的方法。研究人員提出了一種通過(guò)光學(xué)脈沖泵浦固態(tài)波導(dǎo)，誘發(fā)布里淵散射生成糾纏的光子-聲子對(duì)的方法。這種方法的獨(dú)特之處在于，它不需要將聲子模式冷卻到量子基態(tài)，這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的要求。相反，該系統(tǒng)可以在較高溫度下運(yùn)行，使實(shí)驗(yàn)設(shè)置更加簡(jiǎn)便和可行。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置和方法

實(shí)驗(yàn)設(shè)置包括使用具有強(qiáng)布里淵活性特性的先進(jìn)固態(tài)波導(dǎo)。通過(guò)對(duì)這些波導(dǎo)施加光學(xué)泵浦脈沖，誘發(fā)布里淵散射，產(chǎn)生斯托克斯光子和伴隨的聲子。斯托克斯光子和聲子通過(guò)這種相互作用形成光聲糾纏對(duì)。

這種設(shè)置的一個(gè)關(guān)鍵方面是其對(duì)熱噪聲的抗擾性。在傳統(tǒng)設(shè)置中，熱噪聲會(huì)使量子態(tài)退相干，難以維持糾纏。然而，該研究提出的方法展示了對(duì)熱噪聲的強(qiáng)抗性，即使在較高溫度下也能維持糾纏。

重要性和影響

該研究成果對(duì)量子技術(shù)領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)影響。首先，生成光聲糾纏的方法無(wú)需極端冷卻，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)要求，使其在實(shí)際應(yīng)用中更具可行性。這可能會(huì)加速依賴糾纏態(tài)進(jìn)行安全信息傳輸?shù)牧孔油ㄐ畔到y(tǒng)的發(fā)展。

此外，該研究開(kāi)辟了探索混合量子系統(tǒng)的新途徑。通過(guò)理解和利用不同類型量子粒子之間的相互作用，研究人員可以開(kāi)發(fā)出更靈活和強(qiáng)大的量子設(shè)備。例如，光聲糾纏在量子網(wǎng)絡(luò)中可能發(fā)揮重要作用，網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)可以利用不同類型的量子粒子進(jìn)行通信。

結(jié)論

連續(xù)布里淵活性固態(tài)系統(tǒng)中的光聲糾纏研究代表了量子力學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大進(jìn)展。通過(guò)提供一種實(shí)用且魯棒的生成糾纏態(tài)的方法，這項(xiàng)研究不僅加深了我們對(duì)量子相互作用的理解，還使我們更接近于實(shí)現(xiàn)實(shí)用的量子技術(shù)。隨著我們繼續(xù)在這一令人興奮的領(lǐng)域中探索和創(chuàng)新，量子糾纏的潛在應(yīng)用將不斷擴(kuò)大，改變我們未來(lái)處理和傳輸信息的方式。來(lái)源: www.ws46.com