「光」是物質?科學家成功「凍結光線」

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【新唐人北京時間2020年06月10日訊】德國研究人員凍結了宇宙中速度最快的東西:。他們做出這樣破紀錄的事情長達一分鐘之久,讓光減速,甚至完全停止。事實上,研究人員曾利用冷原子保持光線靜止不動達16秒。
《物理評論快報》(Physical Review Letters)報導,為了確保它保持量子相干(coherence)性質(意即它信息的狀態),如此可能建構以為基礎的量子記憶體。能夠將光線凍結越久,就運算而言則更好,也因此能允許在更長的距離裡有更安全的量子通信。

凍結光線不是件容易的事,不是把光放進冰箱裡。光線是每秒移動3億公尺的電磁輻射,在一分鐘內,它可以行進約1100萬英里(1800萬公里),或往返月球20趟。至少可以說,這是一個相當聰明又快速的媒介。

光線是每秒移動3億公尺的電磁輻射,在一分鐘內,它可以行進1800萬公里,或往返月球20趟。(示意圖/needpix)

在這個特殊的實驗中,研究人員Georg Heinze和他的團隊將光相干性轉換成原子相干性。他們利用量子干涉效應,使不透明介質(在這個情況裡指的是晶體)在小範圍的光譜內變成透明,這個流程稱之為電磁感應引發透明(electromagnetically induced transparency,EIT)。

研究人員將雷射光(光的來源)打過這個晶體,傳送其原子至兩種狀態的量子疊加。然後第二光束關閉了第一道雷射,結果就看到晶體變透明。因此研究人解除疊加狀態,將第二道雷射光鎖在其中。研究人員將訊息以100微米長,有三條橫紋的照片形式儲存,之後並成功地擷取這些信息,證明了他們的成就。

物理學家Hugues de Riedmatten在物理評論「Physics Review」中有一篇相關的文章說到,這比先前在原子氣體的演示的結果好了大約六個量級數。對於提供空間復用的長時間儲存量子記憶體,也出現了令人振奮的可能性,也就是說,可以儲存不同的量子位元作為不同像素。

今後,研究人員將嘗試使用不同的物質,以進一步增加訊息儲存的持續時間。

(轉自看中國/責任編輯:葉萍)

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