Istraživači sa Sveučilišta u Baselju ostvarili su značajan napredak u razvoju elemenata kvantne memorije. Ovi elementi memorije igraju ključnu ulogu u budućnosti kvantnih mreža, koje će omogućiti sigurnu komunikaciju i interkonekciju među kvantnim tehnologijama. Istraživači pod vodstvom profesora Philippa Treutleina uspješno su izgradili mikrofabricirani element memorije koji se može masovno proizvoditi, što predstavlja značajan korak prema praktičnoj primjeni.
Kvantne mreže se oslanjaju na elemente memorije kako bi pohranili i usmjerili informacije prema potrebama. Da bi to postigli, istraživači su koristili malu staklenu ćeliju koja sadrži atome kao kvantni element memorije. Svjetlosne čestice, poznate kao fotoni, idealne su za prijenos kvantnih informacija. Izazov leži u preciznom pohranjivanju kvantnog stanja tih fotona i vraćanju u njihov izvorni oblik nakon određenog vremena.
U prethodnom eksperimentu, istraživači su uspješno pohranili fotone koristeći rubidijeve atome u ručno izrađenoj staklenoj ćeliji. Međutim, da bi zadovoljili zahtjeve praktičnih primjena, ćelije su trebale biti manje i sposobne za masovnu proizvodnju. Treutlein i njegov tim su riješili ovaj problem nabavkom manjih ćelija iz masovne proizvodnje atomske satove.
Da bi osigurali dovoljan broj rubidijevih atoma za kvantno pohranjivanje unatoč smanjenoj veličini ćelije, istraživači su koristili različite strategije. Zagrijali su ćeliju na 100 stupnjeva Celzijusa kako bi povećali tlak pare, što je omogućilo veći broj atoma unutar ćelije. Dodatno, primijenjeno je magnetsko polje koje je 10.000 puta jače od magnetskog polja Zemlje kako bi se pomicale energetske razine atoma, olakšavajući kvantno pohranjivanje fotona pomoću laserskih zraka. Ova tehnika omogućila je pohranu fotona otprilike 100 nanosekundi, što je ekvivalentno udaljenosti od 30 metara koju prelaze slobodni fotoni.
Revolucionarni uspjeh ostvaren je u obliku minijaturne kvantne memorije za fotone, koja je sposobna za masovnu proizvodnju. Treutlein ističe potencijal za proizvodnju oko 1000 kopija ovih elemenata memorije na jednom silicijevom disku. Iako je trenutni eksperiment uključivao jako oslabljene laserske impulse, buduća istraživanja imaju za cilj pohranjivanje pojedinačnih fotona pomoću ovih minijaturnih ćelija.
Istraživači prepoznaju potrebu za daljnjom optimizacijom formata ćelija kako bi se poboljšalo trajanje pohrane fotona, istovremeno očuvajući njihova kvantna stanja. Suradnja s CSEM-om u Neuchatelu, Treutlein ima za cilj poboljšati staklene ćelije i istraživati pohranu pojedinačnih fotona u njihovim minijaturnim elementima memorije.
Ovaj revolucionarni razvoj nas sve bliže dovodi ostvarenju punog potencijala kvantnih mreža. Kako istraživanja nastavljaju napredovati, implementacija kvantne kriptografije i međusobna povezanost kvantnih računala postaje sve dostižnija. Budućnost donosi veliko obećanje za ovu transformacijsku tehnologiju.
The source of the article is from the blog regiozottegem.be