Продемонстрована твердотільна квантова пам'ять

admin Новини технологій та техніки

Продемонстрована твердотільна квантова пам'ятьГрупа фізиків з Університету Калгарі (Канада) та Університету Падерборна (Німеччина) реалізувала зберігання квантового стану одного фотона із заплутаної пари частинок у хвилеводі, виконаному з ніобіту літію з домішкою тулія.

Твердотільна квантова пам'ять необхідна для створення повторювачів - пристроїв, які будуть використовуватися у комплексних системах квантової зв'язку.

Роботу таких систем забезпечать фотони, що передаються по оптоволокну, а твердотільні вузли повинні затримувати інформацію на необхідний час, синхронізуючи процеси передачі, і вирішити проблему втрат в оптоволокні.

Найбільш перспективними матеріалами, які можуть досить довго зберігати квантову інформацію, вважаються кристали з добавками іонів рідкісноземельних елементів. В експериментах з ними заплутаний стан двох вихідних фотонів перетворюється на заплутаний стан фотона і колективного збудження атомів (мільйонів рідкоземельних іонів), а через деякий заздалегідь заданий час виконується зворотне перетворення. На виході експериментатори, зрозуміло, повинні знову отримати два заплутаних фотона.

У дослідах авторів роль пристрою зберігання грав оптичний хвилевід, охолоджений до 3 К. Пари заплутаних фотонів фізики отримували за перевіреною методикою спонтанного параметричного розсіювання. Фотон з довжиною хвилі близько 795 нм прямував до волноводу, тоді як друга (1 532-нанометровій) частка потрапляла в оптоволоконну лінію затримки, а потім - на детектор.(ще один винахі - безокулярне 3D)

Варто зауважити, що восени минулого року аналогічний пристрій представили швейцарські фізики, які використовували кристал силікату ітербію і іони неодиму. Швейцарський варіант має більш високу ефективність роботи, яка визначається як відношення числа «збережених» і виущених фотонів до загального числа падаючих на кристал фотонів, та збільшує час зберігання. Німецько-канадська версія квантової пам'яті, однак, дає більшу ширину діапазону робочих частот, рівну 5 ГГц.