博亚新型纳米光子电路显示量子网络潜力—新闻—科学网

科技日报北京8月4日电（记者张梦然）美国普渡年夜学团队将碱金属原子（铯）捕捉于集成光子电路中，可充任光子（光的最小能量单元）的晶体管。这些被“捉”到的原子，初次展示了冷原子集成纳米光子电路构建量子收集的潜力。研究结果揭晓于最新一期《物理评论X》上。

研究职员正于做试验。图片来历：美国普渡年夜学

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新开发的技能哄骗激光冷却并捕捉了集成纳米光子电路中的原子。光于一条藐小的光子“线”（比人类发丝的1/200还细的波导）中流传。这些原子被冻结到零下273.15摄氏度，基本上处在静止状况。于这类低温下，原子可被对准光子波导的牵引光束捕捉，并被放置于比光的波是非患上多的间隔上（约莫300纳米）。于这个间隔内，原子可很是有用地与光子波导中的光子“互动”。

哄骗开始进的纳米打造仪器，团队将光子波导设计成直径约为30微米的圆形布局，造成所谓的微环谐振器。光将于微环谐振器内轮回，并与被捕捉的原子彼此作用。

这类原子耦合微环谐振器就像光子的晶体管。人们可以使用这些被“捉”到的原子来节制光经由过程电路的流动。假如原子处在准确的状况，光子就可经由过程电路传输。假如原子处在另外一种状况，光子就会被彻底拦截。原子与光子的彼此作用越强，这个经由过程以及拦截的“门”就越有用。

团队捕捉了多达70个原子，让它们全数耦合到光子并于集成光子芯片上节制它们的传输，这些原籽实现了“团体”高强度与光彼此作用。

这一研究成果可为将来基在中性原子的漫衍式量子计较提供光子链路。还可作为研究光物资彼此作用或者超冷份子的新试验平台。

就像荡舟同样，与差别步运动比拟，当所有人同步荡舟时，船的挪动速率更快。这是科学家致力在让原子团体与光子波导上的光彼此作用的缘故原由。于这一结果根蒂根基上，科学家将构建出第一个纳米光子平台，以实现最近几年来理论家提出的所谓“选择性辐射”，提高量子体系中光子存储的保真度，为量子收集的进一步实用铺路。

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