由单光子控制的全光开关问世

美国麻省理工学院（MIT）电子研究实验室（RLE）、哈佛大学以及奥地利维也纳技术大学的科学家们最近研制出了一种由单个光子控制的全光开关，新的全光晶体管有望让传统计算机和量子计算机都受益。

新的全光开关的核心是一对高度反光的镜子。当开关打开时，光信号能穿过这两面镜子，当开关关闭时，信号中约20%的光能穿过镜子。如此一来，这对镜子就构成了所谓的光学共振器。在ERL的实验中，两面镜子间的空腔内充满了超冷的铯原子组成的气体。一般情况下，铯原子与穿过镜子的光“井水不犯河水”。但如果某个“门光子”以不同的角度射入两面镜子的中间，将一个原子的一个电子推入更高能态，它就会改变空腔的物理特性，使光无法再通过空腔，令开关关闭。

随着传统计算机芯片上簇拥的晶体管越来越多，芯片的能耗与日俱增且变得更热，这款全光晶体管或许可以解决这两个问题。这款设备对量子计算机来说可能更有益处。科学家们已经使用激光捕获离子和核磁共振制造出了原始的量子计算机，但很难让量子比特保持叠加状态，而光子更容易保持叠加状态，科学家们可据此制造出一系列处于叠加状态的光学电路。更重要的是，乌勒提表示，传统晶体管可以将电信号内的噪声过滤掉，而量子反馈则能将量子噪声抵消，因此，人们能制造出通过其他方法无法获得的量子状态。

这一开关也能用做目前还没有的光探测器：如果光子撞上了原子，光无法通过空腔，这意味该设备可以在不破坏光子的情况下探测其踪迹。

（栏目编辑：梁晓英）