【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】量子通信确保了绝对的数据安全，是“第二次量子革命”中最先进的分支之一。在量子通信中，参与方可以借助量子力学的基本原理来检测任何窃听的企图 ： 一种测量会影响测量的数量。因此通过识别他对通信信道的测量留下的痕迹，可以检测到窃听者的存在。当今量子通信的主要缺点是数据传输速度慢，受限于各方可以进行量子测量的速度。Bar-Ilan大学的研究人员设计了一种克服这个“速度限制”的方法，使数据传输速率提高了5个数量级！他们的发现在《Nature Communications》杂志上发表。
零差检测是量子光学的基石，是处理量子信息的基本工具。然而标准的零差方法受到很强的带宽限制。尽管量子通信所利用的量子光学现象可以容易地跨越许多THz的带宽，但是这种信息的标准处理方法固有地局限于电子可访问的MHz到GHz范围，在相关的光学现象之间留下了巨大的差距被用于传递量子信息，并且能够测量它。因此可以处理量子信息的速率是非常有限的。
在量子通信中，参与方可以通过使用量子力学的基本原理来探测窃听——测量影响测量的量。因此，窃听者可以通过识别他测量的通信信道留下的痕迹来检测。量子通信的主要缺点是数据传输的速度很慢，受限于各方执行量子测量的速度。巴伊兰大学的研究人员设计了一种方法来克服这一问题，并使数据传输速率增加超过5个数量级!这幅图展示了他们的技术，用直接的光学非线性代替了电子的非线性，将量子信息转化为一个经典的光信号。图片版权：Bar-Ilan University
在他们的工作中，研究人员取代了作为零差检测核心的电非线性，将光量子信息转化为经典的电信号，具有直接的光学非线性，将量子信息转化为经典的光信号。因此，、测量的输出信号保持在光学状态，并保留了巨大的带宽光学现象提供。Yaakov Shaked博士说：提供直接的光学测量，可以节省信息带宽，而不需要进行量子光学信息带宽的电学测量。”在Avi Peer教授的实验室里进行研究。为了演示这个想法，研究人员同时测量了一个跨越55THz的超宽带量子光学状态，在整个光谱中表现出非经典的行为。这种使用标准方法的测量实际上是不可能的。
这项研究是通过量子光学实验室的Avi Pe'er教授和Michael Rosenbluh教授以及物理系和纳米技术与高级研究所的Yoad Michael，Rafi Z. Vered博士和Leon Bello之间的合作完成的Bar-Ilan大学的材料。这种量子测量的新形式也与“第二次量子革命”的其他分支有关，如超大功率量子计算，超灵敏量子传感和超分辨率量子成像。
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参考：Nature Communications
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Bar-Ilan University
编译：光量子
审校：博科园
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