近年来，中科院武汉物理与数学研究所（WIPM）与美国国家标准技术研究院（NIST）开展了有效的合作。近日，WIPM冷原子物理课题组李润兵博士与NIST邓鲁教授联合，在快速全光连续可控相位门的研究方面取得新进展，其结果发表在《物理评论快报》（Phys. Rev. Lett.）上。可控相位门操作是全光信息和量子信息技术发展的重要组成部分。
在非线性光学领域，基于自相位调制和交叉相位调制可以实现非线性相移，比如固态光纤介质，电磁诱导透明的气态介质等。但是由于各种因素的限制，目前实验室观察到的相位变化都很小，在电磁诱导透明介质中，采用原子相干态光学存储的办法也只能做到几十度的相位变化。如果能够实现180°的非线性相位变化，那么在相位门操作方面将会迈出一个新的台阶。
李润兵等结合主动拉曼增益系统和Mach-Zehnder干涉仪，通过调节控制光的强度和频率失谐量，在原子气体中实验观察到了探测光从0到180°的连续可控的相位变化，同时发现，探测光在拉曼增益介质中以超光速传播。进一步的实验证明，探测光可扩展到单光子水平，并用较低光强的驻波控制光场，对探测光进行交叉相位调制，实验结果发表在《光学快报》（opt. Lett.）上。
该工作有望在将来的全光信息和量子信息方面得到应用。