1、 为了处理信息，光子必须相互作用。然而，这些微小的光束彼此无关，每一束通过时都不会改变另一束。现在，史蒂文斯理工学院的研究人员已经骗过光子，以前所未有的效率相互作用——这是实现期待已久的计算、通信和遥感量子光学技术的关键进展。

2、 该团队由物理学副教授、量子科学与工程中心主任黄玉平带领。我们通过纳米级芯片使我们更接近这一目标，这种芯片可以比以前的任何系统更有效地促进光子相互作用。9月18日发表的Optica备忘录中报道了这种新方法，它在非常低的能量水平下工作，这表明它可以被优化以在单光子水平下工作——室温量子计算和安全量子通信的圣杯。

3、 “我们正在推动物理和光学工程之间的界限，使量子和全光信号处理更接近现实，”黄说。

4、 为了实现这一进展，黄的团队将激光束发射到刻在晶体上的跑道形微腔中。当激光在轨道周围反弹时，其有限的光子相互作用会产生谐波共振，从而导致一些循环光改变其波长。

5、 这并不是一个全新的把戏，但黄和他的同事，包括研究生陈嘉阳和高级研究员苏阿，通过使用绝缘体上铌酸锂制成的芯片，大大提高了效率，这有一个独特的方法。与光互动。与硅不同，铌酸锂很难用普通的反应气体进行化学蚀刻。因此，史蒂文斯的团队使用了一种基本上是纳米大小的离子铣削工具，来蚀刻一条只有人类头发百分之一宽度的小跑道。

6、 在定义轨道结构之前，该团队需要施加高压电脉冲，以创建经过仔细校准的交替极性或周期性极化的区域，从而定制光子在轨道上移动的方式，并增加它们相互作用的可能性。

7、 陈解释说，为了在芯片上蚀刻赛道，调整光子在赛道周围的运动方式，需要几十个精细的纳米加工步骤，每个步骤都需要纳米精度。“据我们所知，我们是最早掌握所有这些纳米加工步骤来构建这个系统的团队之一——这就是为什么我们首先得到这个结果。”

8、 展望未来，黄和他的团队致力于提高水晶轨迹的极限和回收光的能力，这就是所谓的Q因子。该团队已经确定了一种方法，可以将Q因子增加至少10倍，但每次增加都会使系统对难以察觉的温度波动(几千度)更加敏感，需要仔细微调。

9、 然而，史蒂文斯的团队表示，他们正在接近一个能够在单光子水平上可靠地产生相互作用的系统。这一突破将允许创建许多强大的量子计算组件，如光子逻辑门和纠缠源，以及一个可以同时讨论同一问题的多种解决方案的电路。可想而知，可能需要几年时间才能在几秒钟内解决问题。

10、 陈说，从那时起我们还有一段时间，但对于量子科学家来说，这段旅程将是激动人心的。“这是圣杯，”这篇论文的第一作者陈说。“在通往圣杯的路上，我们认识到了许多以前从未有人做过的物理学。”