美國麻省理工學(xué)院（MIT）電子研究實驗室（RLE）、哈佛大學(xué)以及奧地利維也納技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家們最近研制出了一種由單個光子控制的全光開關(guān)，新的全光晶體管有望讓傳統(tǒng)計算機和量子計算機都受益。

新的全光開關(guān)的核心是一對高度反光的鏡子。當(dāng)開關(guān)打開時，光信號能穿過這兩面鏡子，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時，信號中約20%的光能穿過鏡子。如此一來，這對鏡子就構(gòu)成了所謂的光學(xué)共振器。在ERL的實驗中，兩面鏡子間的空腔內(nèi)充滿了超冷的銫原子組成的氣體。一般情況下，銫原子與穿過鏡子的光“井水不犯河水”。但如果某個“門光子”以不同的角度射入兩面鏡子的中間，將一個原子的一個電子推入更高能態(tài)，它就會改變空腔的物理特性，使光無法再通過空腔，令開關(guān)關(guān)閉。

隨著傳統(tǒng)計算機芯片上簇?fù)淼木w管越來越多，芯片的能耗與日俱增且變得更熱，這款全光晶體管或許可以解決這兩個問題。這款設(shè)備對量子計算機來說可能更有益處?？茖W(xué)家們已經(jīng)使用激光捕獲離子和核磁共振制造出了原始的量子計算機，但很難讓量子比特保持疊加狀態(tài)，而光子更容易保持疊加狀態(tài)，科學(xué)家們可據(jù)此制造出一系列處于疊加狀態(tài)的光學(xué)電路。更重要的是，烏勒提表示，傳統(tǒng)晶體管可以將電信號內(nèi)的噪聲過濾掉，而量子反饋則能將量子噪聲抵消，因此，人們能制造出通過其他方法無法獲得的量子狀態(tài)。

這一開關(guān)也能用做目前還沒有的光探測器：如果光子撞上了原子，光無法通過空腔，這意味該設(shè)備可以在不破壞光子的情況下探測其蹤跡。

（欄目編輯：梁曉英）