イオンクーロン結晶を用いた共振器電磁誘導透過および全光スイッチング

ある光場を別の光場で（最終的には単一光子レベルで）制御することは困難な課題であり、非線形光学や量子情報科学に数多くの興味深い応用がある。このタイプの制御は、電磁誘導透過（EIT）に基づく相互作用などの非線形性の高い相互作用を通してのみ実現できる。今回我々は、光共振器に設置されたイオンクーロン結晶を用いて、EITと、EITを利用した全光スイッチングを初めて実証する。単一光子プローブ場の実質的な完全透過から完全吸収への変化が、数十キロヘルツというこれまでにない狭さのEIT窓内で実現されている。弱いスイッチング場を印加することによって、プローブ場透過のほぼ完全なスイッチングを実証できる。この結果は、高効率量子メモリー、単一光子トランジスター、単一光子ゲートなどの量子情報処理デバイスを将来実現するための重要なマイルストーンとなる。