现在可以对单个光子在腔内的振幅和相位进行一致控制，这在量子信息中有很好的应用前景。

                           Adapted from O. Morin et al., Phys. Rev. Lett. (2019) by APS/Ashley Mumford

现有的量子通信设备使用不同时间分布或“形状”的单光子来传输信息。“但是为了让两个使用不同形状的光子进行通信的设备，接收设备必须将进入的光子转换成一个兼容的形状。为此，德国马普量子光学研究所(Max-Planck-Institute for Quantum Optics, Germany)的Olivier Morin和他的同事们已经证明，他们可以通过光腔内原子的相互作用来改变单个光子的形状。

首先，研究人员在腔内捕获一个铷原子。然后，他们使用一束时间上有图案的激光束来调整原子和进入腔内的单个光子之间的相互作用。研究人员使用理论模型来确定使原子吸收光子所需的特定激光波形。同样的过程可以使原子发出特定的光子形状。通过结合这些操作，研究人员将光子从一种形状转换成另一种形状。

示范中Morin和他的同事们能够将光子时域带宽从500 us收缩至0.5us,反之亦然。他们还根据普通激光基准的波形确定了脉冲振幅和相位。研究人员表示，他们的系统可以通过将设备与不兼容的光子连接起来，帮助实现未来的量子互联网。

This research was published in Physical Review Letters.

–Sophia Chen