На основе субволнового оптоволокна разработан квантовый нанокоммутатор

Сотрудники отдела взаимодействий света и вещества Окинавского научно-технического университета OIST (Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University) разработали коммутатор, состоящий из сверхтонких оптических волокон, который в будущем может быть использован для эффективной передачи данных в квантовых сетях. Результаты исследования опубликованы в New Journal of Physics.

Экспериментальная установка команды OIST, возглавляемой профессором Ником Чормаиком (Síle Nic Chormaic), состояла из двух лазеров с разными длинами волн излучения, оптоволокна для передачи света и атомов рубидия, удерживаемых вокруг него.

Особенностью оптоволокна в данном исследовании был его сверхмалый диаметр. Он составлял всего 350 нм, т. е. был даже меньше, чем длина волны света, пропускаемого через это волокно. В такой ситуации, часть света выходила за пределы волоконного волновода и вступала во взаимодействовие с атомами рубидия. Эти атомы выполняли функцию квантовых ретрансляторов, соответствующих серверным узлам в сегодняшней сети Интернет.

Такой коммутатор переходил в отключённое состояние если работал только лазер с длиной волны 780 нм. В этом случае в точке, где происходила утечка света из оптоволокна, атомы рубидия поглощали максимальное его количество, практически ничего не оставляя для распространения дальше. Если же одновременно с этим лазером излучал и другой, с длиной волны 776 нм, оптоволокно преимущественно пропускало свет, а его поглощение атомами рубидия было минимальным.

Использование оптических нановолокон упростит интеграцию этой системы со стандартными существующими коммуникационными сетями на базе оптоволокна. Квантовая природа созданного волоконного коммутатора позволит в дальнейшем, по мнению авторов, отсылать с его помощью последовательности, одновременно содержащие включённые и выключенные состояния. Таким образом квантовые сети будущего смогут передавать и обрабатывать больше данных и обеспечить улучшенную информационную безопасность.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365