+33 голоса |
Физики из Базельского университета разработали память, которая может хранить фотоны. Эти квантовые частицы движутся со скоростью света и, таким образом, подходят для высокоскоростной передачи данных. Исследователи смогли хранить их в атомном паре и снова считывать их позже, не слишком сильно меняя их квантовомеханические свойства. Эта технология памяти проста и быстра, и она может найти применение в будущем квантовом Интернете.
Даже сегодня при быстрой передаче данных в телекоммуникационных сетях используются короткие световые импульсы. Ультраширокополосная технология использует оптические линии связи, через которые можно передавать информацию почти со скоростью света. В конце на приемнике передаваемая информация должна сохраняться быстро и без ошибок, чтобы ее можно было обрабатывать электронным способом на компьютерах. Чтобы избежать ошибок передачи, каждый бит информации кодируется в относительно сильных световых импульсах, каждый из которых содержит по меньшей мере несколько сотен фотонов.
В течение нескольких лет исследователи во всем мире работали над функционированием оптических сетей на одиночных фотонах. Кодирование одного бита на фотон не только очень эффективно, но и позволяет получить радикально новую форму обработки информации на основе законов квантовой физики. Эти законы позволяют одному фотону кодировать не только состояния 0 или 1 классического бита, но также кодировать суперпозицию обоих состояний одновременно. Такие квантовые биты являются основой для обработки квантовой информации, которая в будущем могла бы обеспечить безоговорочно безопасную связь и сверхбыстрые квантовые компьютеры. Способность сохранять и извлекать одиночные фотоны из квантовой памяти является ключевым элементом этих технологий, которые интенсивно исследуется.
Команда физиков во главе с профессорами Филиппом Тротлайном (Philipp Treutlein) и Ричардом Уорбертоном (Richard Warburton) из Университета Базеля разработала особенно простую и быструю квантовую память, в которой хранятся фотоны в газе атомов рубидия. Лазер контролирует процессы хранения и поиска. Используемая технология не требует охлаждающих устройств или сложного вакуумного оборудования и может быть реализована в очень компактной конфигурации. Исследователи также смогли проверить, что память имеет очень низкий уровень шума и подходит для одиночных фотонов.
«Комбинация простой установки, высокой пропускной способности и низкого уровня шума очень перспективна для будущего применения в квантовых сетях», - говорит Яник Вольтерс (Janik Wolters), первый автор исследования. Развитие таких квантовых сетей является одной из целей Национального центра компетенции в квантовой науке и технике (NCCR QSIT) и Рамочной программы исследований и инноваций ЕС, которые финансировали это исследование. В будущем квантовые сети могут привести к безоговорочно защищенным коммуникациям, созданию сетей различных квантовых компьютеров и моделированию сложных физических, химических и биологических систем.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
+33 голоса |