重磅：物理學(xué)家實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)信息，從微波轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號！

來自阿爾伯塔大學(xué)的物理學(xué)家，已經(jīng)開發(fā)出可以將數(shù)據(jù)信息從微波轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號的技術(shù)，這一進(jìn)步在下一代超高速量子計算機(jī)和安全光纖電信方面有很好的應(yīng)用前景。量子模擬Ultracold氣體研究主席Lindsay LeBlanc解釋說：許多量子計算機(jī)技術(shù)工作在微波區(qū)域，而許多量子通信通道，如光纖和衛(wèi)星，都是利用光學(xué)工作的，我們希望這個平臺在未來可以用來在這兩種波之間進(jìn)行量子信號的轉(zhuǎn)換。

這項(xiàng)新技術(shù)的工作原理是在微波輻射和原子氣體之間引入強(qiáng)烈的相互作用。然后用音頻信號對微波進(jìn)行調(diào)制，將信息編碼到微波中。這種調(diào)制通過氣體原子，然后用光學(xué)光探測這些原子，將信號編碼成光。這種從微波域到光域的信息傳輸是關(guān)鍵結(jié)果，這兩種載波信號的波長相差50000倍，要在這兩種波之間轉(zhuǎn)換信號并不容易，但現(xiàn)在這種轉(zhuǎn)換證明這是可能的。

LeBlanc和實(shí)驗(yàn)室的研究人員，包括研究生安德烈·特雷蒂亞科夫(Andrei Tretiakov)和本科生蒂莫西·李(Timothy Lee)，與物理學(xué)家約翰·P·戴維斯(John P.Davis)和研究小組(包括研究生克林頓·波茨(Clinton Potts))密切合作開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。LeBlanc和戴維斯是Quanta的一部分，廣達(dá)是NSERC Create項(xiàng)目的一部分，旨在培訓(xùn)研究生新興量子技術(shù)。這個想法是通過Quanta的研究產(chǎn)生，事實(shí)證明，這一想法的效果與最初預(yù)期的一樣好，甚至更好。

這種以發(fā)現(xiàn)為導(dǎo)向的研究可能會非常富有成效，并將研究引向新的可能性，其研究成果發(fā)表在《應(yīng)用物理快報》期刊上。原子氣體提供了許多機(jī)會來處理廣泛電磁光譜中的電磁信號，具有音頻調(diào)制的微波信號，通過利用由諧振的高Q微波腔放大原子微波，即光學(xué)雙共振和磁場耦合來編碼光信號中的信息。利用這種方法，音頻信號在GHz載波中編碼為幅度或頻率調(diào)制，通過電纜或自由空間傳輸，通過腔增強(qiáng)的原子。

微波相互作用進(jìn)行解調(diào)，最后進(jìn)行光學(xué)檢測以提取原始信息。這種原子-腔信號傳輸技術(shù)，提供了一種在微波場和光場之間傳遞信息的強(qiáng)大手段，所有這些都使用了相對簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，而不需要有源電子器件。這項(xiàng)還得到了阿爾伯塔大學(xué)理學(xué)院、加拿大自然科學(xué)與工程研究理事會(批準(zhǔn)號：RGPIN-06618-14、RGPIN-04523-16、DAS-492947-16、STPGP-494024-16和CREATE-495446-17)、阿爾伯塔省創(chuàng)新基金會、加拿大創(chuàng)新基金會和加拿大研究教席計劃的支持。

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博科園｜研究/來自：阿爾伯塔大學(xué)

參考期刊《應(yīng)用物理快報》

DOI: 10.1063/1.5144616

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