Only Perception: 結合量子位元：光頻梳能使量子位元易於控制

2011-01-28

結合量子位元：光頻梳能使量子位元易於控制

Combing a qubit: Optical frequency combs could tame quantum bits
http://www.physorg.com/news189689642.html

April 5, 2010

Maryland 大學的物理學家發現一種將精確測量裝置轉變成一種多功能工具，用以操縱量子位元（qubits）的方法。研究者在其新方法中採用一種稱為光頻梳（optical frequency comb）的裝置，以完成幾種對未來量子電腦不可或缺的量子資料操作。這項研究出現在本週的 Physical Review Letter裡，在當期 APS Physics 中，由 Boris Blinov（Washington 大學）所寫的一篇 Viewpoint（觀點）也提到這項研究。

用來操縱 qubits 的傳統方法通常需要一對雷射，那具密切協調的（closely coordinated）輸出與高功率水準。光頻梳產生如彩虹般的光，那由離散、精確定義的頻率所組成。因為光源自於單一光源，而非二個分離的光源，故光梳裡的輸出頻率會自動同調。結果，在操縱 qubit 上，來自單個光頻梳的二種頻率可取代一對雷射。

儘管光頻梳在同調上提供便利性，但為了特殊應用而調整輸出，一般都涉及在物理上調整產生光頻梳的元件。這項新研究證明一種技術，那透過有效利用一個光頻梳的「梳齒（teeth，指在光頻梳輸出中的個別頻率）」在另一個光頻梳中產生同調的梳齒對。

這允許研究者在電氣上使頻率偏移到他們所要的特定值，而非受限於單個光頻梳所提供的固定選擇。這種技術的彈性應能應用到許多類型的 qubits。此外，密切相關的技術經證明，對於許多其他涉及以光操控原子的應用十分有用。

※ 相關報導：

＊ Entanglement of Atomic Qubits Using an Optical Frequency Comb (開放存取)
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.104.140501
http://physics.aps.org/pdf/10.1103/PhysRevLett.104.140501.pdf (PDF檔)

D. Hayes, D. N. Matsukevich, P. Maunz, D. Hucul, Q. Quraishi,
S. Olmschenk, W. Campbell, J. Mizrahi, C. Senko, and C. Monroe
Phys. Rev. Lett. 104, 140501 (2010)
doi: 10.1103/PhysRevLett.104.140501