量子微波-光波相干转换实验系统与研究进展  

Coherent Transduction Between Quantum Microwave and Optical Photons: Experimental Systems and Research Advances

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作  者:苗强[1] 吴德伟[1] Miao Qiang;Wu Dewei(Information and Navigation College,Air Force Engineering University,Xi’an 710077,Shaanxi,China)

机构地区:[1]空军工程大学信息与导航学院,陕西西安710077

出  处:《激光与光电子学进展》2025年第1期35-47,共13页Laser & Optoelectronics Progress

基  金:国家自然科学基金(62073338)。

摘  要:量子微波-光波转换作为构建量子网络的关键技术,是驱动量子科学发展的重要引擎之一,其在分布式量子计算、远程量子传感、量子精密测量等方面表现出巨大的应用和发展前景。本文系统总结了当前实现微波-光波转换的电光、原子、光力、磁子等4类主要实验平台系统及其物理原理与模型,梳理了依托4类平台实现微波-光波转换的实验方案及其研究进展,总结对比了各类平台在光子转换效率、转换带宽,以及实验条件苛刻程度等方面的性能优劣,最后探讨了微波-光转换当前与未来的发展趋势及在量子信息系统应用中要重点解决的问题。Quantum microwave-to-optical wave conversion is a key technology for establishing quantum networks and a driving force behind advances in quantum science.This technology has remarkable potential in areas such as distributed quantum computing,remote quantum sensing,and quantum precision measurements.This article provides a systematic overview of the four main experimental platforms for microwave-to-optical wave conversion:electro-optic,atomic,optomechanical,and magneton systems.This article also reviews the physical principles and models underlying these platforms,summarizes the experimental approaches and research advancements achieved using these platforms,and compares their performance based on the photon conversion efficiency,conversion bandwidth,and specific experimental conditions required.Finally,the current challenges and future trends in microwave-to-optical conversion are discussed,along with key issues that must be addressed for applications in quantum information systems.

关 键 词:微波-光波转换 电光耦合 RYDBERG原子 光力耦合 磁光耦合 

分 类 号:O431.2[机械工程—光学工程]

 

参考文献:

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