仅用单个原子实现的单光子服务器

中性原子是用于量子信息确定性处理的理想对象。纠缠操作已通过光子交换或受控碰撞实现。原子-光子接口已通过自由空间中或强耦合到光学腔的单个原子实现。然而，中性原子的一个长期挑战是克服有限的观测时间。无一例外，量子效应仅在系综平均后才出现。在此我们报道一种单光子源，其中一个且唯一一个原子准永久地耦合到高精细度腔。准永久是指我们有能力将该原子保持足够长时间，以第一量化光子发射统计，第二保证其作为单光子服务器的后续性能，在长达 30 秒内提供多达 300,000 个光子。这是通过单光子生成与原子冷却的独特组合实现的。我们的方案使光与物质的真正确定性量子信息协议触手可及。