最近，来自奥地利维也纳理工大学的一个研究小组已经从理论上证明，通过使用一种特殊的透镜，可以保证一个原子发出的单光子能被第二个原子重新吸收。不过，第二个原子不仅吸收了光子，还直接将其返回给了第一个原子。这样，原子之间就能一次又一次准确无误地互相传递光子给彼此——就像在打乒乓球一样。

维也纳理工大学理论物理研究所的Stefan Rotter教授说：“如果一个原子在自由空间的某个地方发射了一个光子，其发射方向是完全随机的。这使得另一个遥远的原子实际上不可能再次捕捉到这个光子，因为光子是以波的形式传播的，这意味着没有人能够准确说出它的传播方向。因此，光粒子是否能被第二个原子重新吸收纯属偶然。”

现实生活中，如果声波被椭圆形墙壁反射后，恰好在第二个人站着的地方相遇，这个人就可以完美地听到安静的耳语。

本论文的第一作者Oliver Diekmann说：“原则上，如果把两个原子放在椭圆的焦点上，就可以为光波构建类似的东西。但实际上，这两个原子必须非常精确地定位在这些焦点上。”

因此，该研究小组根据由经典电动力学创始人James Clerk Maxwell提出的鱼眼透镜概念，提出了一种更好的策略。鱼眼透镜的折射率会随着空间的变化而变化。光线在空气或水等均匀介质中是直线传播的，而在麦克斯韦鱼眼透镜中光线是弯曲的。

Oliver Diekmann解释说：“通过这种方式，可以确保从一个原子发出的所有光线都能以弯曲的路径到达透镜边缘，随后被反射，然后以另一条弯曲的路径到达目标原子。在这种情况下，其效果要比简单的椭圆形有效得多，而且偏离原子理想位置的不利影响也较小。”

Stefan Rotter表示：“麦克斯韦鱼眼透镜中的光场由许多不同的振荡模式组成。这不禁让人联想到演奏乐器时会同时产生不同谐波。我们能够证明，原子与这些不同振荡模式之间的耦合可以以这样一种方式进行调整，即光子几乎可以肯定地从一个原子转移到另一个原子——这与自由空间中的情况完全不同。”

一旦原子吸收了光子，它就会处于较高能量状态，直到它在很短时间后重新发射光子。然后游戏重新开始：两个原子互换角色，光子从接收原子处返回到原来的发送原子上，并如此循环着。

Stefan Rotter说：“这种效果已在理论上得到了证明，但利用当今的技术可以进行实际测试。在实践中，不仅可以使用两个原子，还可以使用两组原子，从而进一步提高效率。这一概念可能是在量子控制系统中研究极强光与物质相互作用影响的一个有趣开始。”(编译:Tmac)