使用一个超冷量子气体,来自麦克斯·普朗克量子光学研究所的研究人员在德国创造了一种新的transistor-like光放大器允许单个光子的二十倍的放大信号。
尽管纤维技术有助于提高数据传输速度和电信在一般情况下,研究人员希望找到另一种方法只使用光学技术的数据处理(如光学晶体管和光学逻辑门),而不是玻璃。这样的方法将大大提高量子处理的性能,这依赖于信息被存储在短光脉冲,每个只包含单个光子。
在研究发表在物理评论快报,德国科学家创造了一种新的光学晶体管使用的超冷铷原子云用于单光子信号的放大20倍他们平常的力量,可能导致未来的超高速全光数据传输。
在晶体管中,大量的增益效果,改变输入信号对输出信号,需要分配多个晶体管的输出信号输入端口没有削弱信号,成为构建复杂数字开关电路的必要性。
根据一种解释发现在最近的一次成功新闻稿光电晶体管的输入信号,弱光脉冲称为“门脉冲”——用于修改选择媒体的透明度第二个“目标”的脉搏。这种现象被称为“电磁感应透明(EIT),并使介质透明的特定频率的光脉冲。
选择介质与两盏灯辐照脉冲相同的颜色,第二两微秒后第一次发生。第一个脉冲,或者“选通脉冲”,包含平均不到一个光子,并很弱。应用和应用控制激光,选通脉冲带来一个铷原子云中的高度兴奋里德伯态,导致其外层电子轨道远离原子核。然而,新闻发布会上解释说,而不是包含,里德伯原子使云中的其他原子转移能级。等到第二个“目标”脉冲的云,云的颜色不匹配EIT条件了。因此,目标脉冲被原子。
成功的选择培养基试验于大约150000铷原子云包含在一个光学偶极子陷阱,所产生的两束激光。云一直在一个寒冷的温度只比绝对零度,大约在0.30 micro-Kelvin,可以在地方举行一次几秒钟。
成功的研究人员证明了今年早些时候,它是可能的修改铷原子的性质与单光子。然而,这之前的实验操作严重限制的约束下,包括使用的脉冲持续时间和强度,目前的研究项目成功地避免。
“在目前的实验我们已经改变了一些东西,最重要的是,我们使用门和目标控制与不同波长激光脉冲,”首席科学家斯蒂芬·杜尔,博士在新闻发布会上解释道。“这样我们避免目标脉冲夫妇里德伯激励和检索选通脉冲,甚至长时间目标脉冲的持续时间。”
此外,研究者操纵了里德伯态实现福斯特共振导致里德伯原子相互作用比平时更加热情地。
“Forster-resonance增强效应的里德伯封锁是真正的机制,防止目标脉冲穿过原子云,”Daniel Tiarks博士生也工作在这个项目上,说。“此外,原则选择里德伯态的量子数我们得到一个较小的影响self-blockade目标中的光子脉冲,另一个阻碍,我们必须处理在我们先前的实验。所有这些措施我们可以目标脉冲的持续时间增加两个数量级,200微秒。”
研究人员比较外向的目标脉冲的强度和没有之前的单光子选通脉冲,并发现目标信号成功地减少了。
“我们观察在Forster-resonance减少20光子,“·杜尔说。“这种影响应该成为可能——至少在理论上——级联这种晶体管为了解决复杂的计算任务。此外,目前的实验演示了一个新的和里德伯励磁的无损检测方法。因为放大高我们可以揭示一个是否创建了里德伯激发的原子云一枪。”
以其令人印象深刻的增长,这种新的光学晶体管可以允许科学家们分发一个晶体管输出多个晶体管的输入,使复杂的计算任务的成就。
- - - - - -梅勒妮Abeygunawardana