基于里德伯阻塞效应切换纠缠光子的实验演示

里德伯激发原子之间的长程相互作用使介质具有巨大的光学非线性。在此，我们演示了一种在里德伯电磁诱导透明配置下对纠缠光子对中的单光子进行操控的光学开关。借助里德伯阻塞效应，我们开启一门控场使原子介质变为不透明，从而吸收由另一原子系综通过自发四波混频过程发射出的单光子。与无门控场的情况相比，发送至开关的光子中有超过50%被阻挡，最终实现了有效的单光子开关。在每个有效阻塞球内，一个门控脉冲平均含有1-2个门控光子。这种对单个纠缠光子的切换效应取决于门控场的主量子数与光子数。我们的实验进展在量子信息处理特别是控制里德伯原子与纠缠光子对之间的相互作用方面具有重要意义。