研究人员展示了一个单一的原子灯开关

时间：2021-09-13 09:25:12 来源：

量子灯开关：它可以同时占用两种可能的状态。

在新出版的研究中，维也纳技术大学的研究人员展示了由单个原子控制的两个光纤之间的光学信号的高效切换。

只需单个原子，可以在维也纳技术大学的两个光纤电缆之间切换光。这种交换机使得量子现象能够用于信息和通信技术。

光纤电缆转向Quantum Lab：科学家试图以最小可能的刻度构建光学开关，以操纵光线。在维也纳技术大学，现在可以使用单个原子来完成。用于互联网数据传输的传统玻璃纤维电缆可以通过微小的量子系统互连。

在一个瓶子专业
店Arno Rauschenbeutel和他的团队在维也纳技术大学捕获所谓的“瓶子谐振器”的灯光。在这些隆隆的玻璃物体的表面，光线在圆圈中运行。如果这样的谐振器进入携带光的玻璃纤维附近，则两个系统耦合和光可以从玻璃纤维交叉到瓶子谐振器中。

“当谐振器的圆周与光的波长匹配时，我们可以从玻璃纤维中取出一百百分之一的光进入瓶子谐振器 - 从那里可以进入第二个玻璃纤维”，解释了Arno Rauschenbeutel 。

瓶子里的光线：具有捕获光束的光纤。

作为光开关系统的铷原
子，由进入光纤，谐振器和输出纤维组成，非常敏感：“当我们服用单一的铷原子并将其带来与谐振器接触时，系统的行为可以急剧变化”Rauschenbeutel说。如果光与原子中的共振，则可以将所有光保持在原始玻璃纤维中，并且它没有传递到瓶子谐振器和输出玻璃纤维。因此，原子用作重定向一个或另一个光纤的开关。

两个设置一次：Quantum Switchin下
一步，科学家们计划利用铷原子可以占用不同的量子状态，只有一个与谐振器相互作用。如果原子占据非相互作用量子状态，则光线表现得像原子不存在一样。因此，取决于原子的量子状态，光被送入两个玻璃纤维中的任一个。这开辟了利用量子力学的一些最显着的属性的可能性：“在量子物理学中，物体可以同时占用不同的状态”，Arno Rauschenbeutel说。可以以这样的方式制备原子，使得它一次占据两个交换状态。结果，在两个玻璃纤维电缆中的每一个中同时存在状态“光”和“光线”。

对于家里的古典灯开关，这将是不可能的，但对于“量子灯开关”，同时占据两个州不是问题。“测试将令人兴奋，这种叠加是否也可以具有更强的光脉冲。Rauschenbeutel说，我们在某个地方遇到量子物理和古典物理学之间的交叉。

这种灯开关是一个非常强大的量子信息和量子通信的新工具。“我们正计划在光线和物质之间确定Quantum纠缠”，Arno Rauschenbeutel说。“为此，我们将不再需要任何仅在实验室中找到的异国情调的机器。相反，我们现在可以用任何地方可用的传统玻璃纤维电缆进行。“

出版物：Danny O'Shea等，“由单个原子控制的光纤开关”，物理。莱特牧师111,193601（2013年）; DOI：10.1103 / physrevlett.111.193601

研究报告的PDF副本：光纤开关由单个原子控制

图片：维也纳理工大学

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