香港科技大學致力培養年輕研究人才 三名本科生於《自然通訊》發表論文
28-11-2016
香港科技大學(科大)致力培養學生對研究的熱誠及興趣,三名科大本科生近日便發現一種方法,可更簡捷便宜的製造糾纏光子對。由於糾纏光子對是量子通訊及量子網路系統的一個重要組成部分,三名同學的發現令新一代量子網路系統實用化的願景,又向前邁進一步。

有關研究論文由科大原子及量子光學實驗室負責人,兼物理學系生物醫學工程學部副教授杜勝望指導,應屆畢業生舒馳、數學系三年級學生周子翹及物理系二年級學生祝令邦合作撰寫,近日於權威學術期刊《自然通訊》中發表。其他合著者包括物理學系客座教授雷明德、杜教授實驗室的前博士後研究員陳鵬及復旦大學的肖豔紅教授。

理論上,由原子及光子組成的量子網路系統,比普通經典網路系統的訊息容量要大得多。但受制於物質原子量子節點與光子的相互作用效率,大型量子網路系統的研發仍停留在初步階段。為了令光子能有效地與原子相互作用,光子的帶寬須窄於原子的自然線寬。窄帶光子對可利用冷原子系統生產,惟有關設備的設置十分複雜,需佔用大量空間,而且成本昂貴。如今,由杜教授領導的研究團隊,成功由多普勒展寬(530 MHz)的熱原子蒸氣室中,產生亞自然線寬光子對(2MHz),不但大大簡化製作程序,亦有效減省成本,為量子通訊發展的實用化帶來新希望。

杜教授說:「我們發現,運用具石蠟塗層並加熱至攝氏63度的原子蒸氣室,可成功產生具可控制帶寬窄(1.9-3.2MHz)及相干時間(47-94ns)的雙光子。利用這種嶄新方法生產的窄帶糾纏光子對,效果至今是全球之冠。」

舒馳於科大就讀本科期間,共於五份包括《物理評論快報》等權威學術期刊,發表了六篇論文,他現正於哈佛大學攻讀博士學位。周子翹早前由物理轉攻數學系,現已開始撰寫另一篇有關微分幾何學的幾何流學術論文。祝令邦則於去年國際物理奧林匹克賽中奪得金牌後獲科大取錄,並獲頒發獎學金,他入讀科大首年便協助撰寫論文。

此項研究乃科大「本科生研究計劃」的項目之一,計劃一直致力為本科生締造研究氛圍,啟發他們發掘自己專長及興趣所在,及早計劃未來。

論文「從多普勒展寬的熱原子蒸氣室中產生亞自然線寬的糾纏光子對」全文請瀏覽:
http://www.nature.com/articles/ncomms12783

杜勝望教授 (左)及舒馳同學

杜勝望教授 (左)及舒馳同學

(左起) 杜勝望教授、祝令邦同學及周子翹同學

(左起) 杜勝望教授、祝令邦同學及周子翹同學

杜教授領導的研究團隊,成功由多普勒展寬(530 MHz)的熱原子蒸氣室中,產生亞自然線寬光子對(2MHz)

杜教授領導的研究團隊,成功由多普勒展寬(530 MHz)的熱原子蒸氣室中,產生亞自然線寬光子對(2MHz)

 

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