Iš Bazelių universiteto mokslininkų kilęs išskirtinis proveržis kvantinės atminties elementų plėtojime. Šios atminties elementai labai svarbūs kvantinių tinklų ateities atžvilgiu, kurie užtikrins saugų bendravimą ir sąveiką tarp kvantinės technologijos.
Profesorius Philippas Treutleinis su savo komanda sukūrė mikrofabrikavimo atminties elementą, kuris gali būti masiškai gamintas, tai žymi esminį žingsnį link praktinės realizacijos.
Kvantiniai tinklai remiasi atminties elementais, skirtais laikyti ir maršrutizuoti informaciją pagal poreikį. Mokslininkai pasitelkė smulkų stiklinį konteinerį, kuriame yra atomai, kaip kvantinį atminties elementą. Fotonso, vadinamieji šviesos dalelės, yra puikūs kvantinės informacijos perdavimui. Iššūkis yra tiksliai išsaugoti šių fotonų kvantinę būseną ir po tam tikro laiko ją atkurti.
Anksčiau mokslininkai demonstravo sėkmingą fotonų saugojimą naudojant rubidiumo atomas rankų darbo stiklineje indėlyje. Tačiau norint atitikti praktinių taikymų reikalavimus, indėliai turėjo būti mažesni ir masiškai gaminti. Šį uždavinį Treutlein ir jo komanda išsprendė įsigydami mažesnius indėlius iš atominių laikrodžių gamybos.
Norint užtikrinti pakankamą rubidiumo atomų skaičių judriose medžiagoje, nepaisant sumažėjusio indėlio dydžio, mokslininkai pasitelkė įvairias strategijas. Jie šildė indėlį iki 100 laipsnių Celsijaus temperatūros, kad padidintų garų slėgį, kuris leidžia didesniam atomų skaičiui įsiskverbti į indėlį. Be to, taikant magnetinį lauką, kuris yra 10 000 kartų stipresnis už Žemės magnetinį lauką, buvo pakeistas atomų energijos lygis, palengvinant fotonus per laserio spindulius pavertus kvantinių atminties elementais. Ši technika leido išsaugoti fotonus apie 100 nanosekundžių, kas atitinka laisvus fotonus nuvažiuotą atstumą – 30 metrus.
Taip pasiektas proveržis miniatiūrinės kvantinės atminties fotonams, kurie gali būti masiškai gaminti. Treutlein pabrėžia galimybę pagaminti apie 1000 šių atminties elementų kopijų viename pavirše. Nors dabartinis eksperimentas apėmė stipriai susilpnintus lazerio impulsus, ateities tyrimai sieks saugoti vienus fotonus naudojant šias miniatiūrines induoseleles.
Mokslininkai pripažįsta poreikį toliau optimizuoti induoseles formate, kad pagerintų fotonų laikymo trukmę, išlaikant jų kvantines būsenas. Dalyvaudami Neuchateliuje esančiame CSEM institutui, Treutlein siekia tobulinti stiklinius indėlius ir tyrinėti vieno fotonų saugojimą miniatiūriniuose atminties elementuose.
Šis išskirtinis vystymasis priartina mus prie kvantinių tinklų pilno potencialo realizavimo. Tęsiant tyrimus, kvantinės kriptografijos diegimas ir sąveika tarp kvantinių kompiuterių tampa vis labiau pasiekiama. Ši transformuojanti technologija žada didžiules galimybes ateityje.
The source of the article is from the blog dk1250.com