香港科技大学致力培养年轻研究人才 三名本科生于《自然通讯》发表论文
28-11-2016
香港科技大学(科大)致力培养学生对研究的热诚及兴趣,三名科大本科生近日便发现一种方法,可更简捷便宜的制造纠缠光子对。由于纠缠光子对是量子通讯及量子网系统的一个重要组成部分,三名同学的发现令新一代量子网系统实用化的愿景,又向前迈进一步。

有关研究论文由科大原子及量子光学实验室负责人,兼物理学系生物医学工程学部副教授杜胜望指导,应届毕业生舒驰、数学系三年级学生周子翘及物理系二年级学生祝令邦合作撰写,近日于权威学术期刊《自然通讯》中发表。其他合著者包括物理学系客座教授雷明德、杜教授实验室的前博士后研究员陈鹏及复旦大学的肖艳红教授。

理论上,由原子及光子组成的量子网系统,比普通经典网络系统的讯息容量要大得多。但受制于物质原子量子节点与光子的相互作用效率,大型量子网系统的研发仍停留在初步阶段。为了令光子能有效地与原子相互作用,光子的带宽须窄于原子的自然线宽。窄带光子对可利用冷原子系统生产,惟有关设备的设置十分复杂,需占用大量空间,而且成本昂贵。如今,由杜教授领导的研究团队,成功由多普勒展宽(530 MHz)的热原子蒸气室中,产生亚自然线宽光子对(2MHz),不但大大简化制作程序,亦有效减省成本,为量子通讯发展的实用化带来新希望。

杜教授说:「我们发现,运用具石蜡涂层并加热至摄氏63度的原子蒸气室,可成功产生具可控制带宽窄(1.9-3.2MHz)及相干时间(47-94ns)的双光子。利用这种崭新方法生产的窄带纠缠光子对,效果至今是全球之冠。」

舒驰于科大就读本科期间,共于五份包括《物理评论快报》等权威学术期刊,发表了六篇论文,他现正于哈佛大学攻读博士学位。周子翘早前由物理转攻数学系,现已开始撰写另一篇有关微分几何学的几何流学术论文。祝令邦则于去年国际物理奥林匹克赛中夺得金牌后获科大取录,并获颁发奖学金,他入读科大首年便协助撰写论文。

此项研究乃科大「本科生研究计划」的项目之一,计划一直致力为本科生缔造研究氛围,启发他们发掘自己专长及兴趣所在,及早计划未来。

论文「从多普勒展宽的热原子蒸气室中产生亚自然线宽的纠缠光子对」全文请浏览:
http://www.nature.com/articles/ncomms12783

杜胜望教授 (左)及舒驰同学

杜胜望教授 (左)及舒驰同学

(左起) 杜胜望教授、祝令邦同学及周子翘同学

(左起) 杜胜望教授、祝令邦同学及周子翘同学

杜教授领导的研究团队,成功由多普勒展宽(530 MHz)的热原子蒸气室中,产生亚自然线宽光子对(2MHz)

杜教授领导的研究团队,成功由多普勒展宽(530 MHz)的热原子蒸气室中,产生亚自然线宽光子对(2MHz)

 

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