«Мы сохранили свет, поместив его, так сказать, в чемодан, только в нашем случае чемодан был сделан из облака холодных атомов. Мы переместили этот чемодан на небольшое расстояние, а затем снова выключили свет. Это очень интересно не только для физики в целом, но и для квантовой коммуникации, потому что свет не очень легко «уловить», и если вы хотите транспортировать его в другое место контролируемым образом, он обычно теряется », – сказал Профессор Патрик Виндпассинджер, объясняя сложный процесс.
Контролируемое манипулирование и хранение квантовой информации, а также возможность ее извлечения являются важными предпосылками для достижения прогресса в квантовой коммуникации и для выполнения соответствующих компьютерных операций в квантовом мире. Оптическая квантовая память, которая позволяет хранить и извлекать по запросу квантовую информацию, переносимую светом, необходима для масштабируемых сетей квантовой связи. Например, они могут представлять собой важные строительные блоки квантовых повторителей или инструментов линейных квантовых вычислений. В последние годы оказалось, что ансамбли атомов хорошо подходят для хранения и извлечения оптической квантовой информации.
Используя метод, известный как электромагнитно-индуцированная прозрачность (EIT), падающие световые импульсы могут быть захвачены и когерентно сопоставлены для создания коллективного возбуждения хранящих атомов. Поскольку этот процесс в значительной степени обратим, свет может быть снова извлечен с высокой эффективностью.
Будущая цель – создать на гоночной трассе память на свет
В своей недавней публикации профессор Патрик Виндпассинджер и его коллеги описали активно контролируемую транспортировку такого хранимого света на расстояния, превышающие размер носителя информации.
Некоторое время назад они разработали метод, позволяющий перемещать ансамбли холодных атомов на «оптической конвейерной ленте», которая создается двумя лазерными лучами. Преимущество этого метода заключается в том, что относительно большое количество атомов можно транспортировать и позиционировать с высокой степенью точности без значительных потерь атомов и без непреднамеренного нагрева атомов. Физикам теперь удалось использовать этот метод для переноса атомных облаков, которые служат световой памятью.
Сохраненную информацию можно затем получить в другом месте. Уточняя эту концепцию, в будущем может стать возможным разработка новых квантовых устройств, таких как беговая дорожка памяти для света с отдельными секциями для чтения и записи.