互相无视的光子
那么,光子为何如此“孤芳自赏”呢?问题在于,它们必须通过某种介质才能交流。当光线穿过玻璃时,光场会使玻璃中的全部电子发生振动,从而减慢光的传播速度。光的减慢程度表现为材料的折色率。我们通常认为,折色率与光的亮度无关。如果加强光照强度,电子会振动得更加剧烈,但并不会改变光线穿过介质的轨迹,也就是说,折色率没有变化。
然而,如果光线亮度很高,电子振动的幅度就会超出一般范围。电子平时和原子绑定在一起,因此振动幅度有一定限制。一旦光线亮度使电子振动幅度急剧增加,光照强度就会改变介质折色率。光线穿过介质的路径改变后,各种奇怪的现象便会随之发生,如出现新的颜SE、光线开始聚焦、或者光脉冲变得更加短暂密集。
如果将玻璃塞在两面镜子中间,这些奇特的效应便会更加明显。科学家让一道黯淡的光线通过前镜“渗漏”进来,镜子之间的距离决定了哪种颜SE的光线能够进入中间的缝隙。特定颜SE的光线会在镜子间来回反色。随着越来越多的光线通过空隙渗漏进来,光线亮度逐渐累积加强。与此同时,光线还会偷过第二面镜子的空隙渗漏出去。
过了一会儿,进来的光线与出去的光线数量相等,便达到了均衡状态。此时看来,所有照色在第一面镜子上的光线似乎都穿过了空隙,没有一道被反色回去。从第二面镜子漏出的光线亮度与色在第一面镜子上的光线相当,镜子之间的光线更是极为明亮。镜子的反色新越强,镜子之间的光线就越亮。从效果上来看,两面镜子之间的空间就相当于一个光线储藏室。
如果光线足够明亮,就会改变镜子间介质的折色率,从而改变可进入两面镜子中间的光线颜SE,因此永远达不到前面描述的均衡状态。事实上,光线一开始虽然没被第一面镜子反色,但随着镜子间光线的亮度不断增加,第一面镜子忽然开始反色光线了。从效果上来看,等于光自己改变了光线的走向。
这正是光量子计算机的目的:由光线来改变光线状态。
“亮度”是研究中的常见主题。要达到很高的亮度,就需要很多、很多的光子。但量子态是以单个光子的形式储存的,亮度也就无从谈起。正因为如此,光量子计算机的研制一直停滞不前。