只需一个原子，光就可以在维也纳理工大学的两根光纤电缆之间切换。这种开关使量子现象可以用于信息和通信技术。
光纤电缆被送入量子实验室:科学家们正试图建造尽可能小的光学开关，以操纵光。在维也纳理工大学，这一过程现在可以用单个原子来完成。用于互联网数据传输的传统玻璃纤维电缆可以通过微小的量子系统相互连接。
瓶子里的光
维也纳理工大学的Arno Rauschenbeutel教授和他的团队用所谓的“瓶子谐振器”捕捉光。在这些凸出的玻璃物体表面，光线在旋转。如果将这样一个谐振器放在携带光的玻璃纤维附近，两个系统耦合，光就可以从玻璃纤维穿过到瓶子谐振器中。
Arno Rauschenbeutel解释说:“当谐振器的周长与光的波长相匹配时，我们可以让百分之百来自玻璃纤维的光进入瓶子谐振器，然后它可以从那里进入第二根玻璃纤维。”
作为电灯开关的铷原子
这个系统由入射光纤、谐振器和出射光纤组成，非常敏感:“当我们将单个铷原子与谐振器接触时，系统的行为可能会发生巨大的变化，”Rauschenbeutel说。如果光与原子共振，甚至有可能保持所有的光都在原始的玻璃纤维中，没有任何光传输到瓶子谐振器和传出的玻璃纤维。因此，原子就像一个开关，使光在一根或另一根光纤中重定向。
同时两个设置:量子开关
在下一步，科学家们计划利用铷原子可以占据不同的量子态这一事实，其中只有一个量子态与谐振腔相互作用。如果原子处于非相互作用的量子态，光的行为就好像原子不存在一样。因此，根据原子的量子态，光被送入两种玻璃纤维中的任意一种。这打开了利用量子力学一些最显著特性的可能性:“在量子物理中，物体可以同时占据不同的状态”，Arno Rauschenbeutel说。可以用这样一种方法制备原子，使它同时占据两个开关态。因此，“光”和“不光”的状态同时存在于两根玻璃纤维电缆中。
对于家里的经典光开关来说，这显然是不可能的，但对于“量子光开关”来说，同时占据两种状态不是问题。“这将是令人兴奋的测试，是否这种叠加也可能与更强的光脉冲。在某个地方，我们一定会遇到量子物理和经典物理的交叉”，劳森伯特尔说。
这种开关是一种非常强大的量子信息和量子通信的新工具。“我们计划确定性地创造光和物质之间的量子纠缠”，Arno Rauschenbeutel说。“为此，我们将不再需要任何只有在实验室才能找到的奇特机器。相反，我们现在可以用随处可见的传统玻璃纤维电缆来实现。”
欲了解更多信息，请访问www.tuwien.ac.at．
了下:快速原型
