在自由空间中的两个光子之间不相互作用,光波彼此擦身而过不会相互影响。然而,对于量子技术的许多应用,光子之间的相互作用却至关重要。奥地利维也纳理工大学的一个app家团队现成功在两个单光子之间建立起强大的相互作用,朝着轻拍校验(tap-proof)量子通道或建立光学逻辑门发送信息迈出了重要一步。该研究成果发表在最新一期的杂志上。
这次研究人员建造成只有两个光子之间的强相互作用系统。这种相互作用是如此强烈,以至于光子的相位发生了180度的改变。该大学原子和亚原子物理研究所阿诺教授说:“它像一个钟摆,实际上应该向左摆动,但由于第二摆耦合,向右波动。这个摆荡不会出现更极端的变化。我们实现了最小光强的最大相互作用。”
据物理学家组织网11月3日(北京时间)报道,为了促其成为可能,光子开始了一场“不太可能”的旅程。极小的超薄玻璃纤维被连接到一个像细小瓶子一样的光谐振器里,以使光线能够部分进入其中,循环往复,再回到玻璃纤维。这种迂回通过谐振器导致光子被倒相。
当一个铷原子被接入谐振器,该系统将发生巨大的变化。由于铷原子的存在,几乎没有任何的光进入谐振器,那么光子的振荡阶段不能倒相。
阿诺说:“然而当两个光子同时到达,事情发生变化。原子是一个可饱和吸收体,光子被原子用很短的时间吸收,然后被释放到谐振器。在这段时间里,它不能吸收任何其他光子。如果两个光子同时到达,只有一个可以被吸收,而另一个仍然可以相位转移。”
从量子力学的角度来看,两个光子没有区别。它们只能被理解为一个共同的波状物体,在同一时间位于谐振器和玻璃纤维。没有人能分清它们哪个是被吸收和哪个过去了。当在同一时间击中谐振器,它们两个一起经历了180度的相移。两个相互作用的光子同时到达显示出与单光子完全不同的行为。
阿诺说:“这样可以创造一个纠缠光子状态。这个状态在所有量子光学的领域是被要求的,即在量子传送,或者可能被用于量子计算的光晶体管。”
新系统的一大优势体现在,其是基于现有通讯领域的玻璃纤维技术,纳米玻璃纤维和瓶谐振器与现有技术完全兼容。创造出强大的光子相互作用,是朝着轻拍校验数据传输的全球量子信息网络迈出的重要一步。(来源:科技日报 华凌)
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