В експериментах фізиків з Інституту квантової оптики ім. Макса Планка (Німеччина) одиночний атом рубідію успішно виконував роль квантового пристрої пам'яті.

Передбачається, що твердотільна квантова пам'ять буде працювати у зв'язці з переданими у оптоволокну фотонами, затримуючи інформацію на потрібний час, синхронізуючи процеси передачі і вирішуючи проблему втрат в оптоволокні. Найбільш перспективними матеріалами, які забезпечують тривале зберігання, вважаються кристали з добавками іонів рідкісноземельних елементів.

Проте в нових дослідах використовувалися не звичні мільйони чи мільярди іонів, а всього один атом 87Rb, поміщений в високодобротних оптичний резонатор. Задаючи початковий стан атома за допомогою лазера, пам'ять готували до роботи, тобто до зберігання стану поляризації одного фотона. Через деякий час інформацію витягував наступний лазерний імпульс, і цикл завершувався випусканням фотона, поляризація якого – в ідеалі – відповідала запомненной.

Схема експерименту. Одиночний атом (1) утримується (2) в центрі резонатора, і за допомогою контрольного лазера (4) поляризація падаючого фотона (3) зберігається. Через деякий час інформація витягується з пам'яті, і все завершується випусканням одиночного (5) фотона. (Ілюстрація авторів роботи.)

Максимальне виміряний час зберігання в такій схемі становило 184 мкс. При цьому ефективність роботи пристрою, що визначається як відсоток фотонів, витягнутих з резонатора після зберігання, виявилася не дуже високою – (9,3 ± 1,0)%.

На думку авторів, характеристики одноатомної пам'яті скоро можна буде серйозно поліпшити – наприклад, довести час зберігання до декількох секунд.

За матеріалами: Technology Review

Tweet

Політика без маніпуляцій. Суспільство без брехні