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科学家实现快速控制单光子的路径和偏振

2012-02-15 11:09
安娜PARKER
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  据美国物理学家组织网近日报道,科学家一直希望用光子代替电子实现更快捷安全的光通讯,现在,科学家们成功证明,他们能更快速地(在几纳秒内)控制与目前光通讯网络中所用光波波长一样的光子的路径和偏振,新光子电路可整合进现有的光通讯网络中,从而显著改进网络的性能。最新研究朝实现光量子通讯迈进了一步。

     英国布里斯托大学、赫瑞瓦特大学、荷兰卡弗里纳米科学研究所的科学家们将这项快速控制单光子的路径和偏振的研究发表在最新一期《物理评论学快报》杂志上。

     他们在对一个由电路组成的量子光学设备进行研究时发现,单个光子会移动穿过这些电路,这些电路也能被重新配置从而改变光子的路径和偏振方向。然而,这种量子光学电路无法快速操纵单光子和多光子的状态。为了解决这一问题,他们使用了已被证明能在现有通讯调制器中进行快速操纵的铌酸锂波导,并证明对电极附近的波导施加电压能快速操控由波长为1550纳米的一个或两个光子组成的光的量子(包括路径和偏振)状态,该波长正是现有通讯网络中采用的波长。

     领导该研究的布里斯托大学的达米恩•博诺表示:“在这个实验中,我们演示了两种电路配置,每种电路配置都会导致不同的量子状态,一次配置仅需几纳秒,而在以前的实验中,每几秒才能对电路进行一次重新配置。现在的通讯网每天都在使用由同样技术制成的开关来传递由光脉冲编码的信息字节,从原理上来讲,这样的开关也能用于单光子层面。” 

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