محققان موسسه ماکس پلانک روش جدیدی را پیشنهاد کرده‌اند که با استفاده از آن می‌توان از تپ‌(پالس)های اپتیکی و فوتون‌های منفرد برای ایجاد دروازه‌های منطقی استفاده نمود.

کنترل فوتون‌های منفرد با استفاده از فوتون‌های دیگر، راهی است که برای تقویت فرآیندهای اطلاعات کوانتومی پیشنهاد شده است، اما انجام این کار با استفاده از مواد اپتیکی معمولی بسیار دشوار است. کریستوف وو (Christoph Vo) و همکارانش از موسسه ماکس پلانک برای اپتیک کوانتومی در آلمان، راه دیگری را برای این کار در پیش گرفته‌اند و در گزارشی که اخیرا در فیزیکال ریویو لترز (Physical Review Letters) منتشر شده است، این گروه از تلاش خود برای ساختن دروازه‌های منطقی اپتیکی با استفاده از ماده چگال بوز اینشتین خبر داده‌اند. در این روش یک فوتون توسط یک اتم جذب شده و آن را به حالت برانگیخته می‌برد و تا زمانی که با استفاده از فوتون‌های کنترلی مجددا به یک فوتون تبدیل نشده است در این حالت باقی می‌ماند.

وو و همکارانش دو تپ نوری را به سمت روبیدیم 87 که در حالت چگالش بوز اینشتین قرار دارد نشانه می‌روند و جمعی از ترازهای اتمی دارای تکانه معین را آماده می‌کنند. سپس دو تپ دیگر وارد می‌شوند که یکی از آن‌ها دارای زاویه متفاوتی است و یک جمعیت اتمی با تکانه متفاوت ایجاد می‌کند. این مجموعه ترازها به شکل امواج مادی هستند و اجازه دارند تا زمانی که یک تپ دیگر ترازهای پراکنده اتمی را مجددا به صورت فوتون بازنگردانده است باهم برهمکنش کنند. البته این تپ تنها در صورتی که دو سیگنال ورودی موجود باشند می‌تواند نور خروجی تولید کند و این در اصل خلق یکی از بنیادی‌ترین قطعه‌های منطقی یعنی دروازه AND است.

اگرچه این دروازه یک موجود کاملا کلاسیکی است و یک قطعه کوانتومی که در دنیای فوتون‌های منفرد عمل می‌کند نیست، اما نویسندگان گزارش نشان داده‌اند که عملکردهای دروازه فوق دارای همدوسی فاز است و بنابراین می‌توان از امواج مادی برای کنترل نور با استفاده از نور استفاده کرد. البته وو و همکارانش از چالش‌هایی که هنگام کار در مقیاس فوتونی پیش روی آن‌هاست به خوبی باخبرند و می‌دانند مسیری که آن‌ها را به این نتایج برساند چندان روشن نیست.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.109.263602

مرجع:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i26/e263602