实验装置搭建。铷原子包覆着光学纳米光纤，可以吸收780纳米和776纳米的光。这种特性可用于建造开关。来源：Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University – OIST

 

冲绳科学技术研究院研究生院（OIST）的团队在光学纳米光纤中创造了一种光介质的开关，可在未来传递量子信息。光——物质相互作用实验室SíleNicChormaic教授领导研究人员利用超薄光学纤维开发了一种开关，这种开关可用于未来传递信息。该研究发表在《New Journal of Physics》杂志上。

01010000011010000111100101110011011010010110001101110011001000000110100101110011001000000 11001100111010101101110在二进制中意味着“物理学很有趣”。计算机可以将每一个字母，数字，空格，图像和声音设置成一系列的0和1的组合。例如，01010000对应的是字母P。当你输入的时候，电脑会将你输入的信息通过二进制的形式通过标准光纤传递给另一台电脑。通过控制光束的快速开关，则可以相应传递0和1。这些字节信息会转换成电信号，最终转换成文本信息，出现在另一台电脑上。尽管这种方法是目前传递信息的最常用的方法，但是OIST的研究人员正在开发一种更加有效的方式来传递信息，例如通过光和物质的量子特性。当铷原子暴露在不同波长的光照下时，会有不同的量子特性，基于这一点，他们成功开发了一种开关。这种系统有望用于将来的量子网络。

OIST的研究团队的装置包括两束不同波长的激光，用作光波导的光学纳米光纤，其中由铷原子包覆。这种光学纳米纤维的一大特点是直径非常小，该研究中其直径只有大约350纳米，只有一张纸厚度的300分之一。因此，一些光会发生泄漏，从而和纳米纤维周围包覆的铷原子相互作用。这些原子可以看做量子结点，即网络的再分配点，和今天的服务器类似。当只有780纳米的激光时，开关会处于关闭状态，在这种情况下，泄露的呃光会被铷原子吸收，从而几乎没有光线可以继续传播。相反，当776纳米和780纳米的光同时出现时，开关就会打开。在这种情况下，大多数光线可以通过纳米光纤，铷原子只能吸收很少的光。

由于这种光学纳米光纤直接和标准光学光纤连接，从理论上讲，经过一段距离之后，光线可以传递到另一个量子系统或者结点中。通过这种方式你也可以将信息发送到朋友的电脑中。“使用光学纳米光纤使得我们可以将我们的系统和目前存在的通讯网络相集成。尽管目前的研究工作离量子信息的实际使用还有很长一段路要走，但是它带来了使用原子和光来获得基于量子力学的装置的想法。”SíleNicChormaic教授说。虽然目前的实验只能单独连续发送0或者1的状态，但是进一步的研究可使得研究人员可以同时发送0和1的结合。通过这种方法，量子网络将会可以处理更多信息，从而增加信息传递的效率，同时也具有更好的安全性。

“尽管光学纳米光纤的直径比光的波长还要小，但是仍然可用于传递信息，这实在是让人很兴奋。这样的系统必定会让我们在接下来的研究中带来量子网络领域的明显进步。”该研究的合作者Ravi Kumar说。

  新材料在线编译整理——翻译：杨超      校正：摩天轮