光学频率梳新用途:量子数据加密

光学频率梳新用途:量子数据加密

据外媒报道,来自南加州大学维特比工学院的研究人员发明了一种创建光学频率梳的新方法,新研发的光学频率梳能通过将单个波长转换成多个波长来增加激光器的应用潜力。新型频率梳发生器由光学微腔组成。与传统的频率梳发生器相比,新设备的功耗要低1000倍,因此可以用于移动应用。

频率梳的首次应用集中在检测微量化学品和高精度计时;然而,新研究发现了对社会有重大意义的新应用:量子密码学。

虽然研究界采用了许多策略进行量子加密,但是其中一个非常突出的方法是光子纠缠。纠缠光子对必须在同一时间创建以便具备完全相同的属性,这一过程可以通过频率梳自然完成。

当主激光器产生次级波长对时,就是形成频率梳的第一步;然而,由于能量守恒,其中一个波长必须具有较高的能量,而另外一个波长则必须具有较低的能量。此外,两个同时出现的新波长的能量必须与主激光器完全相同。因此,频率梳发生器可以看作是纠缠光子发生器。

虽然减小频率梳的尺寸和功率要求是目前面临的主要技术障碍,但是在便携式平台上实现量子密码学的普及还将面临许多集成和制造方面的挑战。