`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Иттербий: будущая квантовая память

+11
голос

Исследователи обнаружили новый материал, который можно использовать для хранения и быстрого повторения квантовых сигналов - многообещающего шага к глобальной квантовой сети.

Квантовая сеть и криптография - это будущее высоконадежной связи. Но впереди еще много проблем, прежде чем будет создана всемирная квантовая сеть, включая распространение квантового сигнала на большие расстояния. Одной из главных проблем является создание памяти с возможностью хранения квантовой информации, переносимой светом. Исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, в сотрудничестве с CNRS, Франция, обнаружили новый материал, в котором элемент иттербий может хранить и защищать хрупкую квантовую информацию даже при работе на высоких частотах. Это делает иттербий идеальным кандидатом в качестве повторителя для будущих квантовых сетей, целью которых является распространение сигнала на большие расстояния.

Квантовая криптография сегодня использует оптическое волокно для передачи сигнала на расстояние нескольких сотен километров и характеризуется высокой степенью безопасности: невозможно копировать или перехватывать информацию, не разрушив ее.

Однако тот факт, что невозможно скопировать сигнал, также мешает ученым усиливать его, чтобы распространять его на большие расстояния, как в случае с сетью Wi-Fi.

Поскольку сигнал не может быть скопирован или усилен без его разрушения, ученые в настоящее время работают над тем, как сделать квантовую память, способную повторять его, захватывая фотоны и синхронизируя их, чтобы они могли распространяться дальше. Остается только найти правильный материал для создания этой квантовой памяти.

«Трудность заключается в нахождении материала, способного изолировать квантовую информацию, передаваемую фотонами, от возмущений окружающей среды, чтобы мы могли удержать их на секунду или около того и синхронизировать, - объясняет Микаэль Афзелиус (Mikael Afzelius), исследователь из отдела прикладной физики факультета наук UNIGE. - Но фотон распространяется около 300 000 км за одну секунду!» Это означало, что физикам и химикам приходилось раскопать материал, который очень хорошо изолирован от помех, но все же способен работать на высоких частотах, чтобы фотон мог быть сохранен и быстро восстановлен - две характеристики, которые часто считаются несовместимыми.

Хотя прототипы квантовой памяти, протестированные в лаборатории, уже существуют, в том числе основанные на редкоземельных элементах, таких как европий или празеодим, их скорость еще недостаточно высока. «Итак, мы обратили внимание на редкоземельный металл - иттербий, - объясняет Николя Гизин (Nicolas Gisin), профессор кафедры прикладной физики на факультете наук UNIGE и основатель ID Quantique. - Наша цель заключалась в том, чтобы найти идеальный материал для создания квантовых ретрансляторов, способный изолировать атомы от среды, которая имеет тенденцию искажать сигнал», - добавляет профессор Гизин. И, похоже, это иттербий!

Физики из UNIGE и CNRS обнаружили, что при очень точном воздействии на этот материал магнитными полями, он входит в состояние нечувствительности, которое отсекает его от возмущений окружающей среды, что позволяет улавливать фотон, чтобы он мог быть синхронизирован. «Мы обнаружили "магическую точку", изменяя амплитуду и направление магнитного поля, - говорят Алексей Тиранов, исследователь отдела прикладной физики в UNIGE, и Филипп Голднер (Philippe Goldner), ученый из Парижского исследовательского института химии. - Когда эта точка достигнута, время когерентности атомов иттербия увеличиваются в 1000 раз при работе на высоких частотах!»

Физики сейчас находятся в процессе построения квантовой памяти на основе иттербия, которая может быть использована для быстрой передачи сигнала от одного повторителя к другому, сохраняя при этом фотон как можно дольше, чтобы обеспечить необходимую синхронизацию. «Этот материал открывает новую область возможностей для создания глобальной квантовой сети, а также подчеркивает важность проведения фундаментальных исследований параллельно с более прикладными, такими как разработка квантовой памяти», - заключает Афзелиус.

Иттербий будущая квантовая память

На фотографии показан кристалл редкоземельного элемента, который служит квантовой памятью. Кристалл охлаждается до 3 градусов выше абсолютного нуля

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT