研究发现：在光学腔中的里德堡超原子可高效操纵单光子

现有两个由法国 PSL 大学的 Alexei Ourjoumtsev 领导和由德国马克斯普朗克量子光学研究所的 Stephan Dürr 和 Gerhard Rempe 领导的研究小组，展示了实现光子操作的全光学方案，这些方案具有为光子量子计算机和量子网络构建组件的潜力。

研究团队将里德堡超原子（superatom）置于光学腔内，使用光束来连贯地操纵腔内超原子的状态。研究表明，超原子腔系统显示出能够可靠有效地控制光子的特性。两个团队的结果鼓励探索可用于光学量子计算方案的类似概念。

除了其计算潜力之外，利用这个里德堡超原子腔平台实现的对光子的高效和精确控制，是朝着实现基于通过传统光纤交换的光子的高速量子通信网络迈出的重要一步。在这样的网络中，空腔-超原子系统可以用作量子存储器或保持量子相干性的光开关。新系统可以用作连接不同量子信息平台的传感器，这种功能开辟了通往新混合量子技术的途径，该技术在光学和微波光子之间转换量子信息，可以分别耦合到原子量子比特和超导量子比特。

来源：Physics