Квантовые хранилища уже здесь

Квантовая память была создана давно, но не отличалась стабильностью и эффективностью.

Исследователи из Laboratoire Kastler Brossel (LKB) в Париже преодолели ключевой барьер в производительности квантовой памяти. Их работа позволила обеспечить первое безопасное хранение и извлечение квантовых бит.

Физики в LKB более чем в два раза увеличили эффективность хранения оптического кубита. Вероятность надежности начинается от 70-ти процентов, в сравнении с классическими 30-тью.

Ценность квантовой памяти обусловлена спросом. Квантовая память необходима для будущих квантовых сетей. Возможность синхронизации квантовых бит важна в протоколах квантовой связи на большие расстояния или вычислительных алгоритмах. Благодаря КПД более 50% квантовая память теперь обеспечивает безопасность протокола.

Достигнутая эффективность может повысить масштабируемость квантовой сети, а также проложить путь к передовым задачам, где эффективность играет важную роль, например, в сертификационных протоколах или разработке квантовой валюты. Это устройство теперь может быть в центре многих сложных исследований для квантовых сетей.Доктор Кун Хуан, ведущий автор исследования.

В последние годы квантовая память строилась на основе множества материалов, таких как ионы, кристаллы и холодные атомы, которые позволяют контролировать взаимодействие между носителем информации, обычно фотоном, и физической средой хранения. Тем не менее, никакая память не смогла сохранить и получить кубит с вероятностью успеха более 30 процентов.

Мы выбрали ряд ключевых элементов и смогли в первый раз объединить их в одну систему. Эта работа была ключевой для достижения максимальной эффективности на сегодняшний день для хранения и считывания оптического кубита.Пьер Верназ-Грис, пост-докторант, автор эксперимента, соавтор статьи.

Эксперимент включает преобразование фотонного кубита в атомное возбуждение атомов цезия, охлаждаемых лазером. В соответствии с протоколом, управляющий лазерный луч создает прозрачную среду и замедляет подачу сигнала, несущего информацию. Когда сигнал синхронизирован, а пульт управления выключен, информация преобразуется в общее возбуждение атомов, которое сохраняется до тех пор, пока контрольные лучи не будут снова включены.

Этот метод, освоенный в LKB, уже использовался для экспериментов с квантовой памятью в предыдущие годы, но эффективность процесса во многом зависит от количества атомов, участвующих во взаимодействии. В этот раз, суммарное количество атомов заняло пространства чуть больше, чем на сантиметр.

Нам остается только наблюдать и ждать, как квантовые системы связи и общая инфраструктура, постепенно заполонят мир.

Филипп Дончев

Источник: t-human.com

Комментарии: