8月31日消息，据Phys.org报道，UCLA、SLAC国家加速器实验室、罗切斯特大学与渥太华大学的研究团队在Advanced Photonics Nexus发表研究，探索了利用气体填充空芯光纤中的四波混频（FWM）实现量子光波长转换的路径，目标是让不同量子技术之间实现互联。

量子技术承诺安全通信网络、强大计算与新传感工具，但一大挑战是不同量子系统工作在不同光波长：量子存储器、囚禁离子等设备在紫外或可见光波段性能最佳，而光纤长距离通信在电信波段效率最高。若波长转换过程不可预测地改变相位，量子信息就可能退化或丢失，因此相位保持转换是构建量子接口的关键。

团队模拟了氙气填充空芯毛细管光纤中的频率转换：输入光信号与强中间激光脉冲在光纤内相互作用，通过四波混频产生新输出波长。研究考察了三种与未来量子技术相关的转换场景：1030纳米红外转343纳米紫外、1550纳米电信波段转308纳米紫外、1550纳米转516纳米可见光——这些组合可将光纤通信网络与光钟、囚禁离子量子器件、里德伯原子平台及稀土量子存储器等系统连接。

结果显示性能强烈依赖转换路径：电信波段转可见光（1550nm→516nm）最为稳健，相位关联度在低能量、窄带宽条件下超过0.99，整体超过0.95；而电信转紫外对工作条件更敏感，脉冲能量与带宽增加时相位保真度下降。研究还识别了局限来源：激光能量升高时光纤内非线性效应增强，会展宽光谱并重塑相位，降低波长转换精度。

该工作为构建跨波长量子互联提供了设计依据，论文发表于Advanced Photonics Nexus。 （来源：Phys.org）