单光子的波函数通常是一个“波包”。但在理论上，只要不直接探测光子，就可操纵它的波函数到任何复杂的形状。科学家们最近能过滤单光子，因此使波包的频率范围变窄。但改变光子波包的时间依赖性就更加困难，必须知道光子何时在调制器件中，接着需要时间改变它。一对纠缠光子典型的波包时长只有十分之一皮秒，这对于现有技术来说太短了。

 

现在情况有所改变，美国斯坦福大学的科学家生成了纠缠光子波包，时长接近一个微秒。他们用现有的被称为“慢光”或“电磁感应透明”的技术来进行单光子调制。首先，他们在铷气体中产生了一对频率略微不同的光子。频率低的光子以接近传统光的速度在气体中行进，而频率高的光子因为它与铷的相互作用，以大约光速1/10,000的速度移动。在电光调制器中，对快速移动光子的探测标识了慢速移动光子的到达时间。因为不可能直接对波包进行测量，所以科学家探测了大量同样的光子，绘制出每300纳秒周期光子在探测器上出现的概率图形。在这些图中，他们表示一个单光子波包被整形成两个50纳秒长的方形脉冲。他们也产生了高斯型和指数型的波包。在过去为了获得特别的波包形状，要在特殊容器中产生单光子。但现在电光调制器提供了更高的控制程度。这项工作在基础和应用两方面都具有重要性，它可用于量子密码术，也可以应用于量子计算机内存方面。

 

原文链接：http://focus.aps.org/story/v22/st8　　（陈鲁倬/编译）

 

《科学新闻》 (2008年 10月 第2期 封面集锦)