Зберегти світ у рекордно високої пам’яті.

229

(Щоб не читати статтю – можете подивитися відео)

Команда вчених з Центру нових технологій Варшавського університету працює над пристроєм, який запам’ятає світло і збереже його в квантової пам’яті. Так званий. многомодовая квантова пам’ять на основі холодних атомів рубідію може бути корисна, серед іншого в безпечному спілкуванні.

У дослідженнях Лабораторії квантового спогади, проведених доктором хаб. Войцех Василевський з самого початку д-р Михайло Парняк – дослідник, нагороджений Фондом польської науки за випуск стипендіальної програми СТАРТ у цьому році.

– Ми почали зі створення експериментальної системи, яка дозволила нам отримати одну з найдовших хмар з холодними атомами в світі. Таке розташування дозволяє отримати високу оптичну щільність, що безпосередньо впливає на продуктивність пам’яті, – говорить доктор Парняк.

Стипендіат FNP пояснює, що лазерне охолодження зупиняє надмірне рух атомів, що зазвичай призводить до втрати збереженої квантової інформації. Рубідій – це метал, але при нагріванні вона випаровується. У цьому газі атомів світло може бути збережений. Проте для точності на рівні окремих фотонів газ слід охолоджувати. Атоми охолоджуються лазерними променями до дуже низької температури: 20 мільйонів градусів вище абсолютного нуля.

Приручити окремі фотони

Наступним етапом роботи в лабораторії були спроби управління окремими фотонами, що зберігаються в хмарі атомів, тобто в квантової пам’яті. – Завдяки камері, чутливої до поодиноких фотонам, ми змогли спостерігати випущення фотонів з хмари під багатьма різними кутами одночасно. Ця функція просто робить нашу пам’ять многорежимной, дозволяючи зберігати і генерувати багато фотонів одночасно, – говорить учений.

Дослідники вирішили маніпулювати збереженими фотонами. У цій рекордної пам’яті вони приймають форму так званих спінових хвиль. Як підкреслює д-р Парняк, здатність маніпулювати спиновыми хвилями є важливим мостом між різними підходами до квантових обчислень. Квантові процесори на основі надпровідних систем процвітають (наприклад, IBM), але між ними важко передавати кубіти. З іншого боку, вчені можуть відправляти окремі фотони на великі відстані, але їх важко обробляти.

– Наш процесор спінових хвиль, в якому ми досі могли показувати перешкоди між двома окремими хвилями, може вирішити ці проблеми, тому що ми можемо легко перетворювати спінові хвилі в фотони і навпаки, – запевнив нагороджений стипендіат START.

Доктор Парниак зазначає, що створення такого пристрою, у якому можна було б зберігати світло, є великою проблемою для квантової фізики. Одним з додатків, яке ви можете собі уявити, є використання «спійманого» фотона для захисту ваших даних. Інформація, в якій 1-квантовий біт буде записаний в одному фотоне, не могла бути видна без відома учасників комунікації. Ніхто не може підслухати тільки частину повідомлення, сигнал просто перестане бути прийнятим.

Доктор Парняк проходить стажування в Копенгагені, працював в Силіконовій долині і в Гонконзі. Фізик підкреслює важливість наукового співробітництва з китайськими групами, які працюють над вирішенням подібних проблем.

Джерело: PAP – Наука в Польщі , фото НАСА, Центр космічних польотів Годдарда / CC BY 2.0 / Flickr