科学家实现运用量子存储器对光脉冲进行分数傅里叶变换

QOTA 的一群科学家参与了华沙大学的物理学研究团队，开创了一种创新技术，可以利用量子存储器对光脉冲进行分数傅里叶变换。这项成果在全球范围内都是独一无二的，因为该团队是第一个在此类系统中实验实现上述变换的团队。

分数傅里叶变换是傅里叶变换的一种概括，它允许从描述波的时间部分过渡到描述波的频率。直观地说，它可以理解为在时频域中将所考虑信号的分布（例如，时周期维格纳函数）旋转一定角度。

普通玻璃透镜能够将落在其上的单色光束聚焦到几乎一个点（焦点）。改变光在透镜上的入射角，就会改变焦点的位置。这样就可以将入射角转换成位置，在方向和位置空间中获得类似的傅立叶变换。基于衍射光栅的经典光谱仪利用这种效应将光的波长信息转换为位置信息，使我们能够区分光谱线。

与玻璃透镜类似，时间和频率透镜也可以将脉冲的持续时间转换为光谱分布，或者有效地在时间和频率空间中进行傅立叶变换。正确选择这种透镜的功率，就可以进行分数傅里叶变换。在光脉冲的情况下，时间和光波长的频率组合透镜的有效作用基本相当于对激光二极管信号进行二次相位变换。

为了处理信号，研究人员使用了一种量子存储器--或者更准确地说，是一种具备量子光处理能力的存储器--它的基础是放置在磁光陷阱中的一团铷原子。原子被冷却到指定温度。该存储器被放置在一个不断变化的磁场中，从而可以将不同频率的成分存储在原子云的不同部分。脉冲在写入和读取过程中受到时间透镜的作用，在存储过程中受到频率透镜的作用。时间透镜的作用是将光束聚焦在一个特定的位置，这个位置称为焦点。当物体的表面发生变化时，光束的焦点就会改变。

（编辑：银川站长网）

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