Создана эффективная и долгоживущая квантовая память

Квантовые запоминающие устройства считаются фундаментальным элементом, как квантовых вычислений, так и квантовых коммуникаций. Поэтому, долгосрочной целью многих исследований является создание эффективной и стабильной квантовой памяти. До сих пор, однако, удавалось продемонстрировать либо стабильную, но малоэффективную память, либо высокоэффективную, но существующую очень недолго.

Теперь, судя по публикации в Nature Physics, объединенному коллективу ученых из Китая и Германии удалось добиться совмещения лучших достижений предшествующих экспериментов, получив квантовую память с долгим временем жизни и высокой эффективностью считывания.

В предложенном ими варианте запоминающего устройства информация сохраняется в спиновых волнах. Распространение этих волн в группе атомов позволяет хранить заключенную в них информацию в течение требуемого периода времени.

Экспериментальная установка включает в себя треугольную магнито-оптическую ловушку, в которой атомы сначала замедляются лазерным лучом, а затем удерживаются магнитами. Падающий фотон вызывает спиновое состояние, которое распространяется от атома к атому, создавая спиновую волну. С другой стороны еще один лазер испускает импульс той же частоты, но противоположной поляризации, вызывающий обнуление спина с излучением фотона.

Таким образом и происходит внедрение квантовой информации в спиновую волну и последующее извлечение ее обратно в виде фотона. Используя этот метод, ученые продемонстрировали удержание информации в течение 3,2 мс и эффективность (процесса преобразования фотона в спиновую волну и обратно) на уровне 71-75%.

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