我们能用光来存储信息吗?

克里斯·史密斯请剑桥大学的材料科学家雷切尔·奥利弗在Facebook上为海伦给出答案。

瑞秋-这是个很酷的问题。用光来存储信息实际上是相当困难的，因为存储光;把它固定在一个地方是很困难的。但光传递信息是我们一直在做的事情。你可以追溯到很久以前，所以我猜，即使在古代，人们也用火来传递信号。当然，在伊丽莎白时代，全国各地都有这样的灯塔，如果他们看到来自西班牙的入侵舰队，就会点燃。最终他们做到了，他们点燃了灯塔，警告伦敦和多佛发生了什么以及他们需要做什么。

在现代社会:你会在电视上听到超高速光纤宽带的广告。这是一种稍微复杂一点的方法，但它基本上是将光脉冲发送到又长又薄的玻璃上，以发送有关互联网的信息。

问题是:光能缩小到多小?我们能使用多少光?我们之前讲过原子是物质中最小的部分。你能拥有的最小的光是一种叫做光子的东西:我们称之为光的基本粒子，这是一件非常神奇的事情。实际上，我们可以做实验，证明光是一束粒子流，同时，光也是一种波，这听起来完全矛盾，我们可以在单个光子上传输、存储或移动信息。有趣的是，你可以认为光子不仅仅是粒子，而是一个特定方向上的点;这就是光的偏振特性。例如，一盏灯是指向侧面的一盏灯，就像零一样，然后你可以在单个光子上传输这样的信息。最小的光粒子。

Chris -从本质上讲，这就是我们现在在世界各地以太比特速率传输数据的方式，而互联网的光纤不是吗?这就是为什么像这样的节目现在在世界各地流媒体播放?

瑞秋-是的。我们还没有使用单光子。我们用的是有很多光子的脉冲。部分原因是当它穿过光纤时，相当多的光被玻璃吸收，所以如果我们只发送单光子，我们就会失去。但是有一些方案可以使用单个光粒子来非常安全地传输信息，所以你可以用它来保证非常非常有价值的信息非常非常安全。甚至还有一些方案可以解决光纤中大量光子流失的问题，这些光子会被材料吸收。