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美用原子蒸氣存儲圖像并成功回放
閱讀：588 發(fā)布時(shí)間：2013-5-15據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，在電影膠片,、光碟等介質(zhì)上以全息形式存儲光編碼信息,，已經(jīng)屢見不鮮。但zui近,，美國技術(shù)研究院聯(lián)合量子研究所（JQI）用室溫下的銣原子蒸氣存儲了兩幅圖像信息,，且需要時(shí)還能通過攝像機(jī)重播出來，就像一個(gè)只有兩幀畫面的小電影,。研究人員指出,，這是將兩幅圖像同時(shí)存儲在非固體介質(zhì)上，并能在需要時(shí)回放,。相關(guān)論文發(fā)表在zui近出版的《光學(xué)快遞》雜志上,。
研究人員在一種名為梯度回波存儲（GEM）的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了這一存儲，存儲介質(zhì)是一種充滿了銣原子蒸氣的狹長小容器,，約20厘米長,。在GEM系統(tǒng)中，他們讓信號激光束通過字母型模具,，給字母圖像編碼,，編碼激光進(jìn)入介質(zhì)容器，圖像各部分信息就會(huì)被原子吸收,。研究人員說,，介質(zhì)容器中任何位置的原子都會(huì)吸收圖像信息。而信息能否被吸收，取決于這些原子是否處于3個(gè)精心設(shè)計(jì)的場中：光信號電場,、“控制”激光脈沖的電場和沿容器長度方向而變化的磁場,。每個(gè)銣原子都像一個(gè)小磁體，在這些場的作用下運(yùn)動(dòng),。
當(dāng)圖像被原子吸收后,，控制光束被關(guān)閉，但要求兩束專門的光子同時(shí)作用,，一束激發(fā)原子,，另一束使其返回基態(tài),。在此過程中圖像信息被存儲下來,。
圖像讀取則與此相反，使磁場翻轉(zhuǎn)為原來的反方向,，控制光束再次打開,，原子開始以相反的方向運(yùn)動(dòng)。zui終這些原子重新發(fā)光,，再次形成圖像脈沖從介質(zhì)容器中發(fā)射出來,。
研究人員先存了一個(gè)字母N，后存入字母T,，兩幀畫面間隔約1微秒,，雖然播放時(shí)再次發(fā)出的光只有入射光的8%，但每次都能成功回放,。論文作者之一的鮑爾·萊特說,，用這種方式存儲并播放圖像，zui大困難是如何避免原子散射,。而存儲時(shí)間越長,，就會(huì)發(fā)生越多散射，以后播出時(shí)圖像就會(huì)模糊不清,。他們打算把這種圖像存儲技術(shù)和以前研究的“擠壓光”結(jié)合起來,，使回放發(fā)光效率達(dá)到87%。
這種方法可用于存儲,、處理量子信息,，有助于解決相干性和外界隔離等問題。論文領(lǐng)導(dǎo)作者昆汀·格羅瑞奧克斯說,，這種存儲方法對構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò),，開發(fā)計(jì)算、通訊,、計(jì)量用量子設(shè)備提供了有力補(bǔ)充,。“每個(gè)人都熟悉圖像和電影，而我們想把它們推進(jìn)到量子水平。如果能以量子信息存儲一幅或多幅圖像,，有望加速量子網(wǎng)絡(luò)早日到來,。”