玻璃纖維,讓光線慢下來!
奧地利維也納科技大學的科研團隊證明光速可以降到180 km/h,比快車還要慢。在轉換的過程中,光子的性質不變,這在遠距離量子通訊方面具有廣泛的應用。
在量子通信中,光是十分有用的工具,但它也有一個大的缺點:以光速行駛的光并不能停留在某一位置。一個來自奧地利維也納科技大學的科研團隊現已證明可以解決上述問題——不僅僅是在特殊的量子通信系統,在現已廣泛應用的玻璃纖維網絡也可以。
在玻璃纖維中耦合原子,他們將光速降到180 km/h。這個團隊甚至設法使光完全停下來,之后再檢測它。該技術是未來玻璃纖維基量子網絡的一個重要前提,在這個網絡中,量子信息可以傳遞到很遠的距離。
光脈沖,比快車要慢
真空中,光速通常為3×108 m/s。當光線在玻璃或水等介質中傳播時,光速會與材料的相互作用而略微降低。“在我們的實驗中,效果相當明顯,因為我們使光線和材料的相互作用變得相當強烈,” Arno Rauschenbeutel 教授說道。“我們的玻璃纖維中傳導光速僅180km/h,任何一輛快車都能超過它。”
在現有的光纖網絡進行量子通信
“有很多不同機械傳遞量子信息的方式,”Clément Sayrin 這樣說道。“其中玻璃纖維技術是一種相當有吸引力的選擇——畢竟,玻璃纖維網絡遍布,而且我們已經用它來傳輸數據。”
維也納研究團隊把銫原子耦合到超細玻璃纖維中。原子吸收光能從低能級躍遷到高能級——所吸收的光子能量為兩能級之間的能量差。然而,這種光不受控制。
這就是為什么研究團隊在實驗中使用了一個額外的受控激光,它對應著高能態三分之一的原子態。“這三個量子態之間相互作用,防止光子被吸收和隨意的發射。相反,光子的量子信息以一種受控方式轉移到原子系統,它可以儲存一段時間。”這樣,光子就轉化為原子的集體激發。
兩微秒后,光子通常走了約半公里,控制激光使原子發射光到玻璃纖維中。光子的性質保持一致——這是量子通信的重要前提。
光子的存儲是遠距離量子通信中重要的工藝步驟。“量子物理允許我們創造發送者和接收者之間的鏈接,這使得竊聽無法進行,”Arno Rauschenbeutel 說道。“當然,沒有人可以觸碰鏈接而不被發現,這是量子物理的基本規律。”
更多信息請關注復合材料信息網http://www.lzzz.net
在量子通信中,光是十分有用的工具,但它也有一個大的缺點:以光速行駛的光并不能停留在某一位置。一個來自奧地利維也納科技大學的科研團隊現已證明可以解決上述問題——不僅僅是在特殊的量子通信系統,在現已廣泛應用的玻璃纖維網絡也可以。
在玻璃纖維中耦合原子,他們將光速降到180 km/h。這個團隊甚至設法使光完全停下來,之后再檢測它。該技術是未來玻璃纖維基量子網絡的一個重要前提,在這個網絡中,量子信息可以傳遞到很遠的距離。
光脈沖,比快車要慢
真空中,光速通常為3×108 m/s。當光線在玻璃或水等介質中傳播時,光速會與材料的相互作用而略微降低。“在我們的實驗中,效果相當明顯,因為我們使光線和材料的相互作用變得相當強烈,” Arno Rauschenbeutel 教授說道。“我們的玻璃纖維中傳導光速僅180km/h,任何一輛快車都能超過它。”
在現有的光纖網絡進行量子通信
“有很多不同機械傳遞量子信息的方式,”Clément Sayrin 這樣說道。“其中玻璃纖維技術是一種相當有吸引力的選擇——畢竟,玻璃纖維網絡遍布,而且我們已經用它來傳輸數據。”
維也納研究團隊把銫原子耦合到超細玻璃纖維中。原子吸收光能從低能級躍遷到高能級——所吸收的光子能量為兩能級之間的能量差。然而,這種光不受控制。
這就是為什么研究團隊在實驗中使用了一個額外的受控激光,它對應著高能態三分之一的原子態。“這三個量子態之間相互作用,防止光子被吸收和隨意的發射。相反,光子的量子信息以一種受控方式轉移到原子系統,它可以儲存一段時間。”這樣,光子就轉化為原子的集體激發。
兩微秒后,光子通常走了約半公里,控制激光使原子發射光到玻璃纖維中。光子的性質保持一致——這是量子通信的重要前提。
光子的存儲是遠距離量子通信中重要的工藝步驟。“量子物理允許我們創造發送者和接收者之間的鏈接,這使得竊聽無法進行,”Arno Rauschenbeutel 說道。“當然,沒有人可以觸碰鏈接而不被發現,這是量子物理的基本規律。”
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