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Plasmonics Goes Quantum

唐唐添加于 2011-11-1 22:16 | 2126 次阅读 | 0 个评论

作者
Jacob Z, Shalaev VM
摘要
Light in a silica fiber and electrons in silicon are the backbones of current communication and computation systems. A seamless interface between the two can guarantee the use of light to overcome issues related to the resistive time delay of electrons within integrated circuits. However, a fundamental incompatibility arises between photonics and nanometer-scale electronics because light breaks free when confined to sizes below its wavelength. Instead, coupling light to the free electrons of metals can lead to a quasiparticle called a plasmon, with nanometer-scale mode volumes. The resulting possibility of efficiently interfacing photonics and nanoelectronics has been the impetus for the field of plasmonics (1). Recent work has shown that these nanoscale plasmons, which can transmit classical information with unprecedented bandwidth, are also naturally conducive to quantum information processing (2).
详细资料
- 文献种类: Journal Article
- 期刊名称: Science
- 期刊缩写: Science
- 期卷页: 2011年第334卷第6055期 463-464页
- ISBN: 0036-8075
学科领域信息系统 » 计算机科学
所属群组
信息科学综合
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单光子可为光学信息传输服务

据美国物理学家组织网10月27日报道，管理光进行文本、音频和视频等计算机数据传送的设想，现在已随着可沿光纤电缆引导的激光束成为可能。这些光波由数十亿光子组成，可携带信息并沿光纤传输，横跨各大洲。

加拿大阿尔伯塔大学的研究团队试图利用单个光子，即光的基本构建块来改善信息的光学传输，这能够允许光学信息传输领域前所未有的应用。此次研究融合了纳米光子学和量子技术，相关研究报告发表在28日出版的《科学》杂志上。

阿尔伯塔大学电气和计算机工程系的研究人员祖宾·雅各布表示，他们并非借助光波传播数据，而是将目标设定为利用单个光子进行传输。“不幸的是，高效生成可实际应用的单个光子是一个严峻的工程挑战。”雅各布说。

雅各布及其同事正在寻找超材料以解决这一问题。超材料是一种介质，其内置设计是特制的纳米结构，这赋予了其超越我们目前所拥有的任何材料的技术性能。超材料能有效收集单个光子，并允许其传输。而在其他大学，研究人员正着眼于将单个光子附着于电子波之上。通过将电子和光子相结合，组成等离子体波，使其可以在金属纳米线上传输。

雅各布谈到，利用单个光子传输计算机数据的益处在于，能够有能力在单个光子上编码更多复杂的信息。“单个光子携带加密代码，比我们目前所使用的用来保护敏感数据的安全密码信息要复杂的多。”雅各布同时表示，这项技术至少需要10年才有望成熟，相关产品也不针对一般消费者，而是针对军用市场等需要极高数据加密水平的目标市场。（来源：科技日报张巍巍）

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