光子路由裝置是一種基於單個原子的量子裝置，可以實現單光子路由功能。從某種意義上講，這個光學設備類似於能控制電流開關的電子電晶體。可用於未來量子計算機的構建。
基本介紹
- 中文名：光子路由裝置
- 性質：一種基於單個原子的量子裝置
- 作者：魏茨曼
- 用途：未來量子計算機的構建
研發,意義,
研發
以色列魏茨曼研究所的科學家們近日研製出世界上首個光子路由裝置。該光子路由裝置是一種基於單個原子的量子裝置，可以實現單光子路由功能。這項發布在《科學》雜誌上的重大成果，標誌著在構建量子計算機所面臨的重重困難中，人類又向前邁進了一步。
光子路由裝置
該裝置的核心是一個原子，它可以在兩種狀態之間切換。被設定的狀態為，僅從光纖右邊或左邊傳送單個光子，相應地，裝置中心的原子將反射或者傳導下一個傳入的光子。比如，一個從右邊過來的光子沿著自己的路徑奔向左邊，同時一個從左邊過來的光子被反射回去，導致處在中心的原子快速翻轉。完全相反的情形是，原子讓左邊過來的光子正常行進，一旦從右邊來的光子逆流而至，這個原子又被快速翻轉回來。這種原子基“開關”僅用單個光子就可操作，不需其他額外條件。
物理學家組織網7月15日（台北時間）報導稱，取得這項成果需要充分結合世界上兩個最先進的技術。一個是雷射製冷和原子捕獲技術，另一個是基於晶片和超高品質的微型光學諧振器的製造技術，二者直接結合起來能製備出符合實驗要求的光纖。達洋實驗室所在的魏茨曼研究所，是世界範圍內少有的能同時熟練掌握這兩種技術的研究所之一。
意義
光子路由裝置
在研發量子計算機所做的各種努力中，最主要的動力來源於客觀存在的量子“疊加態”，這是粒子以不同形態同時存在的一種狀態，擁有並行處理巨型資料庫的潛能。而且，疊加態的無限期存在，能持續對系統進行監控和測量，防止計算機崩潰。因為量子系統之間完全沒有交往，量子系統與其他粒子系統的互動也微乎其微，所以，光子是量子系統之間通信最有前途的候選對象。
達洋博士說：“構建量子計算機的道路仍然很長，我們建造的設備演示了一個簡單實用的系統，可以套用於所有未來量子計算機的建構。在目前的演示中，單個原子可以做電晶體，也可以做光子間的雙向開關，但是在接下來的實驗中，我們希望擴展這種單獨作用於光子的設備種類，比如新型光子存儲器或者邏輯門等。”
