--- title: 4 | Entangled Photons Can Come Out in Webs Now tags: IEEE, uncomplete --- # 4 | Entangled Photons Can Come Out in Webs Now [**原文章**](https://spectrum.ieee.org/metasurface-entangled-photons) 原文時間：2022.6.8 本篇撰寫日期：2022.10.7 By：蘇雋勛 <!-- Related：[Day5|What Is Quantum Entanglement?](https://hackmd.io/Tntr64mVRcOqLc5gIjbX4Q) --> # 大綱 傳統技術產生量子糾纏的儀器都很大台，而且一次只能產生一對糾纏光子 最近科學家發明了新的設備，只有0.5毫米厚，且可以產生複雜的糾纏光子網絡；也就是說這些光子對不只成對，同時這些成對的也連結在一起 這項發明除了大大的簡化了相關量子技術的設置，也幫助支援更多複雜的量子相關應用 # 傳統上 傳統技術產生糾纏光子的方式是 將一束光射在一個特殊的[非線性晶體](https://spectrum.ieee.org/quantum-holography-using-undetected-light) 這些晶體會把光子分成兩個低能且比原先波長要長得糾纏光子 不過傳統技術產生的糾纏光子只能是特定且範圍窄的波長，這會限制通訊速率 >[name=蘇雋勛]為何是通訊速率(？ 而且標準的方法還需要指定很多相關的屬性，像是波長和極性，這就需要更多的設備 此外那個非線性晶體很笨重，加上執行一次量子計算時需要數十到數百個那個晶體，這讓需要產生很多糾纏光子的應用項目的過程會十分繁瑣 # 新方法 替代那個笨重晶體的是一個佈滿microscopic pillars的 [metasurfaces](https://spectrum.ieee.org/metalens) 這個metasurfaces是由數個0.5毫米且上面佈滿砷化鎵結構的玻璃平面組成；每個砷化鎵結構很像中間有洞的300奈米立方體 而訂製這些結構的組成、結構和擺放位置可以幫助科學家控制光的特性 一個 metasurface原則上可以產生數種成對的糾纏光子，而多個光子對所產生的更複雜的量子態，可以產生新的或更有效率的方式去執行量子計算、量子感測和量子編碼 # 目前的困難 雖然多個metasurfaces可以操作很多種糾纏光子的特性，但是目前還沒找到全部的可能性 >“but we haven’t explored that degree of freedom yet,” Brener says. 目前的效率比傳統低，一秒產生不到一對光子對，而傳統技術能一秒產生數百至數千個；不過在未來的改進中，效率應該會變好至少千倍 [研究](https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq8684)