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哈尔滨工程大学 - 《工学周报》

Nature子刊发布学校基础研究领域重要进展

超纳中心在光子时间晶体领域取得研究新成果
数学学院团队在量子信息领域取得研究新成果

2024-11-28     浏览(34)     (0)

纳米光学与超材料国际联合研究中心与芬兰、德国合作,通过周期性调制谐振材料实现光子时间晶体动量带隙扩展,提升量子通信中信息传输能力。研究成果发表在顶级期刊《自然·光子学》。量子隐形传态协议可有效实现噪声环境下量子信息传输。团队从盗用催化剂可提升信息传输能力获得灵感,并提出新型量子通信协议。


本报讯(宋明肇)近日,学校纳米光学与超材料国际联合研究中心(简称“超纳中心”)与芬兰阿尔托大学、东芬兰大学及德国卡尔斯鲁厄理工学院团队合作,在光子时间晶体领域取得重要进展,理论上证实了通过对具有谐振特性的材料进行周期性调制,可以实现无限宽的动量带隙,对动量谱中所有的光波模式进行指数级放大,解决了长期以来光子时间晶体动量带隙受限的理论难题。研究成果以《通过电磁共振扩展光子时间晶体中的动量带隙》为题发表于国际顶级期刊《自然·光子学》,这一重要发现有望摆脱光子时间晶体对高功率调制的依赖。

光子时间晶体是一种特殊的随时间周期性变化的光学结构,可以像激光一样放大光能。这种结构能制造出一种“动量带隙”,让处于带隙中的光能量随时间指数放大。此项工作证实如果材料能自己产生电磁共振,只需要很小的能量就能制造出这种带隙,这为制造更高效的激光器、定向光源和先进传感器提供了全新思路。

学校王旭辰教授为论文的第一作者及通讯作者,德国卡尔斯鲁厄学院PuneetGarg博士为共同第一作者及通讯作者,学校为第一单位及第一通讯单位。该工作得到了中央高校业务费的支持。

本报讯(马海涛)近日,数学学院代数学及其应用团队将盗用催化剂引入量子通信中,从而提升了量子通信中信息的传输能力。研究成果以“基于盗用催化剂的隐形传态协议”为题发表在Nature子刊《通讯-物理》上。

团队博士生邢俊景为论文的第一作者,学校数学学院两位教师以及北京计算科学研究中心、新加坡高性能计算研究院的合作者为论文的通讯作者,学校为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。

量子隐形传态协议是量子通信中的重要传输协议。目前该协议已经利用低地球轨道卫星实现,并且通信距离可以达到1400公里,从而为构建全球量子网络铺平了道路。然而环境噪声会影响量子通信的有效性,为了削弱噪声所带来的影响,团队受到“化工生产过程中催化剂失活能够产生意想不到的效果”这一现象的启发,研究了允许微小误差的盗用催化剂在量子通信中的作用,结果表明在盗用催化剂辅助下的量子隐形传态协议可以在噪声环境下近乎完美的实现量子信息传输。