Лаборатория университета в Хэфэе сообщила о создании первого прототипа устройства, использующего отдельные фотоны для хранения квантовых данных.
Команда ученых из Научно-технического университета Китая в Хэфэе во главе с Дун-Шэн Дином (Dong-Sheng Ding) впервые смогла сохранить фотон в определенном кввантовом состоянии в течение короткого промежутка времени, что является первым шагом на пути к созданию квантовой памяти, сообщает Technology Review.
Записывать данные в единичный фотон ученые научились с помощью орбитального углового момента — меры измерения спиральности фотона. При этом один фотон может содержать больше одного бита информации, так как направление и степень его «закрученности» могут быть различными. В действительности количество возможных состояний фотона бесконечно, а потому теоретически может быть бесконечным объем закодированных в фотоне данных.
Ученые неоднократно предпринимали попытки формирования фотонов с определенными свойствами и последующего чтения этих свойств. Однако способа хранения фотонов с определенными свойствами до сих пор никто не придумал.
Дун-Шэн Дин утверждает, что такой способ придумала его команда. Создав фотон с определенными свойствами, исследователи поместили его в облако атомов рубидия и затем, через 400 нс, извлекли его. После извлечения фотон практически полностью сохранил свою конфигурацию.
По словам ученого, их эксперимент является уникальным и в том плане, что им впервые удалось создать отдельный фотон. Для этого они использовали процесс под названием «спонтанное четырехволновое смешение». С помощью этого процесса ученые смогли наверняка установить тот факт, что в эксперименте участвовал один фотон, а не группа.
«Мы утверждаем о проведении первого в мире эксперимента по хранению единичного фотона с орбитальным угловым моментом в холодной атомной группе», – заявил Дин. Ученые считают, что их достижение может лечь в основу коммутаторов для квантовых вычислительных сетей.
Пока ученым не удалось построить такой коммутатор. Однако без коммутаторов в квантовой сети сигнал может проходить только по одному маршруту. Для того чтобы решить эту проблему на текущем этапе развития технологий, ученые из США предложили поместить в центр квантовой сети обычный коммутатор с преобразованием светового сигнала в электрический на входе и в обратном направлении – на выходе.
Читайте также:
Семь университетов США пытаются создать квантовую память
Создано барабанное ОЗУ для квантового компьютера
Физики научились записывать и считывать данные из кремниевого кубита
Физики разработали фотонный квантовый компьютер
Доказана возможность создания квантовых жестких дисков
Сделан еще один серьезныцй шаг на пути к квантовым компьютерам
Источник: CNews