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量子光学系统的电路模块化

发布:RuiChaoDong阅读:721时间:2020-11-24 23:04:23

当我们在光物质相互作用中利用深亚波长结构时,这种相互作用的量子光学处理变得更加重要。涉及具有所需的功能材料平台的光学系统量子工程越来越受到关注。电路量子电动力学(cQED)处理量子比特以及与这些位相互作用的电信号(电压和电流)的量化。cQED在微波状态下运行是实现量子计算的有效途径之一。由于涉及高频率,大带宽和小体积,考虑到光域并使用光子衬底是特别有吸引力的。纳米制造技术的进步和纳米光子平台的复杂性促进了用于量子信息处理和量子计算的系统的构建,其中量子发射器通过具有预定所需功能的网络相互连接。

       量子光学和纳米光子学是未来通信和计算技术的基础。因此,对适用于大型,复杂和多元素系统的分析和设计工具的需求日益增长。但是,对系统进行全量子分析需要编写全量子哈密顿量,这通常仅在简单的情况下才可行,这些简单情况易于分析,但是当系统包含色散和耗散元素时尤其困难。近日,来自宾夕法尼亚大学的研究小组使用电路理论对量子哈密顿量的建模进行模块化,从而对整个量子系统进行模块化。研究者使用光学超材料的概念(用于纳米光子结构的电路模拟)将光子系统建模为电子电路,并展示如何使用经典的等效电路来写哈密顿量中的每个耦合项。因此,可以使用庞大的电路工程工具库来分析,设计和优化任意两个元素之间的量子相互作用项,而它们的本质使设计复杂的多元素现实系统成为可能。这项工作概括了量化纳米光子系统的当前理论处理,为大规模系统的系统化,模块化建模铺平了道路。相关研究发表在杂志《Physical Review Applied》上。(刘乐)

文章链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.054034

消息来源:两江科技评论

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