物理学家成功地实现了储存光的受控传输

由美因茨约翰尼斯·古腾堡大学(JGU)的帕特里克·温德帕辛格教授领导的一个物理学家团队已经成功地将储存在量子存储器中的光传输了1.2毫米的距离。他们已经证明，受控的传输过程及其动力学对存储的光的性质只有很小的影响。研究人员使用超低温Rb-87原子作为光的存储介质，以实现高水平的存储效率和长寿命。可以说，我们是通过把光放进手提箱来储存光的，只是在我们的情况下，手提箱是由一团冷原子云制成的。我们把这个手提箱移了一小段距离，然后又把灯拿了出来。帕特里克·温德帕辛格教授在解释这一复杂过程时说，这不仅对一般物理学来说非常有趣，而且因为光不是很容易捕捉到的，如果你想以一种可控的方式将其传输到其他地方，它通常最终会丢失。

量子信息的可控操作和存储以及检索它的能力是实现量子通信的进步和在量子世界中执行相应的计算机操作的基本前提。光量子存储器允许光携带的量子信息的存储和按需检索，对于可扩展的量子通信网络是必不可少的。例如，它们可以代表量子中继器或线性量子计算工具的重要构件。近年来，原子系综已被证明是非常适合存储和检索光量子信息的介质。使用一种称为电磁感应透明(EIT)的技术，入射光脉冲可以被捕获并相干映射，以产生原子的集体激发。由于该过程在很大程度上是可逆的，因此可以高效率地再次回收光。

在他们最近的出版物中，帕特里克·温德帕辛格教授和他的同事们描述了这种储存的光在比大小更大的距离上进行主动控制的运输。一段时间前，他们开发了一种技术，允许冷原子在光学传送带上传输，光学传送带是由两束激光束产生的。这种方法的优点是可以以较高的精度输送和定位较大数量的原子，而不会造成原子的显著损失，也不会被无意加热。物理学家现在已经成功地使用这种方法来传输充当光的原子云。然后，可以在其他地方检索存储的信息。细化这一概念，未来可能会开发出新颖的量子设备，如具有独立读取和写入部分的赛道存储器。更多信息：魏丽等，“储存光的控制运输”，“物理评论快报”(2020年)。Doi：10.1103/PhysRevLett.125.150501