Успешно проведен эксперимент по оптическому транспорту квантовой информации

В свежем номере Nature Photonics, исследовательский коллектив под руководством Райнера Блатта (Rainer Blatt) и Трейси Нортап (Tracy Northup) рассказал об первом успешном эксперименте по передаче квантовой информации, записанной в атоме, непосредственно световой частице — фотону.

Сегодня уже становится возможным осуществлять квантовые вычисления на базе одиночных атомов, заключенных в так называемые ионные ловушки. Однако такие системы все еще не имеют надежных интерфейсов, через которые квантовая информация могла бы переноситься по оптическим каналам из одного компьютера в другой.

Физики из университета Инсбрука (Австрия) захватывали в ловушку одиночный ион кальция, а затем размещали его между двух зеркал с высокой отражательной способностью.

При помощи лазера требуемая квантовая информация регистрировалась в электронных состояниях атома. Затем, атом возбуждался другим лазером и излучал фотон. В этот момент квантовая информация атома записывалась в поляризационное состояние световой частицы.

Переотражаясь между зеркалами фотон в итоге проходил через одно из них (с меньшей отражательной способностью) и попадал в оптический волновод. По оптоволокну фотон мог передаваться на удаленный компьютер, где уже описанная процедура переноса информации повторялась бы в обратном порядке.

Работа выполнялась при поддержке Австрийских научных фондов и Евросоюза.