科學家實現(xiàn)快速控制單光子的路徑和偏振
據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)近日報道,科學家一直希望用光子代替電子實現(xiàn)更快捷安全的光通訊,現(xiàn)在,科學家們成功證明,他們能更快速地(在幾納秒內)控制與目前光通訊網(wǎng)絡中所用光波波長一樣的光子的路徑和偏振,新光子電路可整合進現(xiàn)有的光通訊網(wǎng)絡中,從而顯著改進網(wǎng)絡的性能。最新研究朝實現(xiàn)光量子通訊邁進了一步。 英國布里斯托大學、赫瑞瓦特大學、荷蘭卡弗里納米科學研究所的科學家們將這項快速控制單光子的路徑和偏振的研究發(fā)表在最新一期《物理評論學快報》雜志上。 他們在對一個由電路組成的量子光學設備進行研究時發(fā)現(xiàn),單個光子會移動穿過這些電路,這些電路也能被重新配置從而改變光子的路徑和偏振方向。然而,這種量子光學電路無法快速操縱單光子和多光子的狀態(tài)。為了解決這一問題,他們使用了已被證明能在現(xiàn)有通訊調制器中進行快速操縱的鈮酸鋰波導,并證明對電極附近的波導施加電壓能快速操控由波長為1550納米的一個或兩個光子組成的光的量子(包括路徑和偏振)狀態(tài),該波長正是現(xiàn)有通訊網(wǎng)絡中采用的波長。 領導該研究的布里斯托大學的達米恩·博諾表示:“在這個實驗中,我們演示了兩種電路配置,每種電路配置都會導致不同的量子狀態(tài),一次配置僅需幾納秒,而在以前的實驗中,每幾秒才能對電路進行一次重新配置。現(xiàn)在的通訊網(wǎng)每天都在使用由同樣技術制成的開關來傳遞由光脈沖編碼的信息字節(jié),從原理上來講,這樣的開關也能用于單光子層面! |