Изследователи от Университета в Базел направиха значителен пробив в развитието на елементите за квантова памет. Тези елементи за памет изиграват критична роля в бъдещето на квантовите мрежи, които ще позволят сигурна комуникация и взаимосвързаност между квантови технологии. Изследователите, водени от професор Филип Тройтлайн, успешно изградиха микроизработен елемент за памет, който може да бъде масово произвеждан, което представлява значителна стъпка към практическото приложение.
Квантовите мрежи се основават на елементи за памет, които запазват и маршрутизират информацията според нуждите. За постигане на това, изследователите използваха малка стъклена клетка, съдържаща атомите като елемент за квантова памет. Светлинните частици, известни като фотони, са идеални за предаване на квантова информация. Предизвикателството е в точното запазване на квантовото състояние на тези фотони и преобразуването им обратно в оригиналната им форма след известно време.
В предишен експеримент изследователите успешно демонстрираха съхранението на фотони, използвайки рубидиеви атоми в ръчно изработена стъклена клетка. Въпреки това, за да отговорят на изискванията на практическите приложения, клетките трябва да бъдат по-малки и способни за масово производство. Тройтлайн и неговият екип се справиха с това, като си осигуриха по-малки клетки от масовото производство на атомни часовници.
За да осигурят достатъчен брой рубидиеви атоми за квантовото съхранение въпреки намаления размер на клетката, изследователите използваха различни стратегии. Те загряха клетката до 100 градуса по Целзий, за да увеличат налягането на парата и позволят по-голям брой атоми в клетката. Освен това, беше приложено магнитно поле, 10 000 пъти по-силно от земното, за да се изместят енергийните нива на атомите и да се улесни квантовото съхранение на фотони с помощта на лазерни лъчи. Тази техника позволява съхранението на фотони за около 100 наносекунди, което е равно на разстоянието, което свободните фотони пропътуват за 30 метра.
Разбивката идва във формата на миниатюрна квантова памет за фотони, способна за масово производство. Тройтлайн подчертава възможността за производство на около 1000 копия от тези елементи за памет на един единствен вайер. Въпреки че текущият експеримент включва силно ослабени лазерни импулси, бъдещите изследвания се насочват към съхранението на единични фотони с помощта на тези миниатюрни клетки.
Изследователите признават необходимостта от допълнителна оптимизация на формата на клетките, за да се подобри продължителността на съхранение на фотоните, като се запазят техните квантови състояния. Съвместно с CSEM в Ньошател, Тройтлайн има за цел да подобри стъклените клетки и да изследва съхранението на единични фотони в техните миниатюрни елементи за памет.
Този революционен прогрес ни довежда една крачка по-близо до осъществяването на пълния потенциал на квантовите мрежи. С развитието на изследванията, възможността за внедряване на квантова криптография и свързаност между квантови компютри става все по-достъпна. Бъдещето носи голям потенциал за тази преобразуваща технология.
The source of the article is from the blog revistatenerife.com