【在原子雲存儲的光子相互作用】

明道

【在原子雲存儲的光子相互作用】

 

存儲和操作光子

在英國的物理學家有跟在其中鄰近光子之間的強相互作用可切換上並關閉使用微波爐超冷原子氣體中存儲少量的光子的新方式。

小組認為技術可以用於創建單個光子可以一次處理的一個光邏輯門。

該方法也可能用於連接基於不同技術的量子計算的設備非常有用。

光學光子使非常好"飛行"量子比特 （量子比特），因為他們可以旅行幾百公里通過纖維而不會丟失其量子資訊。

然而，它是很難得到這種光子，交互與對方或如那些基於囚禁的離子或小塊超導體的"固定"量子比特。

量子設備之間交換資訊這種可能因此很棘手。

查理斯 · 亞當斯和特勒姆大學的同事們做了什麼現在是出在高激發態的原子氣體中存儲單個光學光子的一種方式。

一旦存儲，可以進行光子進行強烈，交互之前被再次釋放。

技術的一個重要特點是它使用的微波爐，也被用來控制某些類型的固定式量子比特。

裡德堡極化激元

實驗涉及到在創建的雷射光束前兩個脈衝光, 焦點光學陷阱舉行達 100 銣原子的特勒姆是在囚禁原子發射了。

一個脈衝是要存儲的"信號"光和另一種是"控制"的光。

控制光允許 10 或所以鄰國銣原子吸收信號光子，創建一個集體的國家稱為"裡德堡一極化激元。

這種狀態是 60 的相似的裡德伯原子，有一個電子，在高度興奮狀態 — — 在這種情況下，與主量子數。

當控制脈衝被關閉時，光子仍然是"存儲"中，只要 1 微秒裡德堡極化激元。

但如果控制光被再次開啟裡, 德堡極化激元轉換回光，重新發射光子，它舉行了。

亞當斯告訴physicsworld.com隊使用裡德堡極化激元 — — 而不是原子裡德堡 — — 因為有強光子和裡德堡極化激元之間的耦合。

這是因為極化激元包含許多原子，而不是只是其中一個。

因此，是更有可能光子將被捕獲並存儲在其設置。裡德堡極化激元的另一個好處是它只會吸收一個光子 — — 並沒有更多。

微觀領域中某行

每個裡德堡極化激元可以看作一個 7 μ m 直徑球體。

原子雲，與此同時，只有約 30 μ m 長，而且有一個直徑約 6 微米 — — 這意味著它包含的大約三裡德堡極化激元行中的行。

在實踐中，然而，不是所有的這些極化激元將包含一個光子，光子能夠合極化激元之間。

亞當斯解釋光子在這種情況下，可能會丟失，因此不能恢復時控制脈衝被再次開啟。

但是，如果微波信號應用於它創建之間的相互作用的雲防止跳來跳去發生 — — 並因此光子的鄰近極化激元都不會丟失，但相當時，將恢復控制脈衝切換回上。

下一步，邏輯門

小組認為這種控制項之間的交互相鄰極化激元的能力可以用於創建單個光子的邏輯門。

而不是在一行中使三極化激元，這可能涉及製作一個極化激元的輸出將由缺席中其他兩極化激元光子的存在一個 Y 形的路口。

根據亞當斯，這就需要一個新的實驗成立兩個專注的雷射光束和較大的原子雲 — — 團隊要創造的東西。

美國佐治亞理工學院的亞曆克斯庫茲米奇說創建單個光子之間的強相互作用的特勒姆團隊能力使工作"重要進展。

他補充稱研究"新的突破實現光子的量子邏輯的路上。

實驗將在即將舉行的物理評論快報問題所述，可上arXiv預印本.

關於作者

麥高樂莊士敦是 physicsworld.com 的編輯器中

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/feb/05/stored-photons-interact-in-atom-cloud