據美國物（wù）理學家組織（zhī）網2月14日（北京時間）報道，科學家一（yī）直希望用光子代替電子實現更快捷安全的光通（tōng）訊，現在，科學家們成功證（zhèng）明，他們能更快速地（dì）（在幾納秒內）控製與目前光通訊網絡（luò）中所用光波（bō）波長一樣的光子的路徑和偏振，新光子電路（lù）可整合進（jìn）現有的光（guāng）通訊（xùn）網絡中，從而顯著改進網絡的性能。最新研究朝實現光量（liàng）子通訊邁進了一步。

      英（yīng）國布裏斯托大學、赫瑞瓦（wǎ）特大學、荷蘭卡弗裏納米科學研究所的科學家們將這項快速（sù）控（kòng）製單光子的路徑和偏振（zhèn）的研究發表在最新一（yī）期《物理（lǐ）評論學快報》雜誌（zhì）上。

      他們在對一個由電路組成的量子光學設備進行研究時發現，單個（gè）光子會（huì）移動穿過（guò）這些電路，這些電（diàn）路也能被重新配置從（cóng）而改（gǎi）變光子（zǐ）的路（lù）徑和偏振方向。然（rán）而，這種量子（zǐ）光學電路（lù）無法快速操縱單光子（zǐ）和多（duō）光子的狀態。為了解決這一問題，他們使用了已被證明能在現有通訊調製器中進行快速操縱的铌酸鋰波導（dǎo），並（bìng）證明對（duì）電極附近的波導施加電壓能（néng）快速操控（kòng）由波（bō）長為1550納（nà）米的一個或兩個光子組成（chéng）的光（guāng）的（de）量子（包括路徑和（hé）偏振）狀態（tài），該波長正是現有通訊網絡中采用的波長。

      領導該研究的布裏斯托大學的達米恩?博諾表示：“在這個實驗中，我們演示了兩種電路配置，每種電路配置都會導致不同的量子狀態，一次配置僅需幾納秒，而在以前的實驗中，每幾（jǐ）秒才能對電路（lù）進行一次（cì）重新配置。現在的通訊網每天都在使用由同樣技術製成的開關來傳遞（dì）由光脈衝（chōng）編碼的信息字節，從原理上來講，這樣的開關也能用於單光子層麵。”

      博諾（nuò）表示：“迄今為止，在芯片上操縱光的量子狀態一直（zhí）依靠加熱器，其能作為慢速移相器來使用（yòng）。最新研究表（biǎo）明，铌酸鋰（lǐ）波導（dǎo）能采用一種與以前迥然不同的方法來更快（kuài）速（sù）地操控光（guāng）的（de）量子狀態。現在，我（wǒ）們不（bú）僅能打開和關閉（bì）光包以便按規定路線發送傳統信息，也（yě）能夠快速處理和操縱光的量子狀（zhuàng）態。”

      科學家們指（zhǐ）出，能在單個平台上快速控製單光子的偏振和路（lù）徑對基礎量（liàng）子科學和（hé）量子（zǐ）技術來說都（dōu）至關重要。博諾表示，製（zhì）造這些設備的铌（ní）酸鋰材料也能隨機產生光子，另外，具有超導性的單光子探測器也能被整合在這樣（yàng）的芯片上。一個結合了能隨機產生光子的光源、電路以及探測器的技術平台可（kě）用於以下（xià）幾方麵：通過對幾個光子來源進行多路傳輸從而獲得可靠的單光子源、長（zhǎng）距離量子通訊（xùn）需要使用的量子繼電器、量子密碼學中用到的量子密（mì）鑰分配等。

    總編輯圈點：

      以前有些老式收音機（jī）使用電子管，每次工作前都要預熱。隨著半導體管的應用，預（yù）熱時間就被節省下來了。如今，光量子調製設備（bèi）領域也出現了類（lèi）似的（de）進步??以前用加熱器，幾秒鍾才能重（chóng）新配置電路，現在幾（jǐ）納秒就可以切換到另一個電路。使用铌（ní）酸鋰材料作波導設備，在調製解調器時代是很平常的（de）技術手段。但誰能想到，平平無奇的光電（diàn）轉化設備稍加變化，可以幫助最前沿的光量子通信研究取得突（tū）破？現在隨著光源、電路和探測器整合到一起，量子通（tōng）信研究者的工作量可以減輕（qīng）不少（shǎo）了。