Многофотонный источник — прообраз квантовых интегральных схем

Полностью безопасные квантовые коммуникации или даже модель квантового компьютера — такими могут быть некоторые из приложений нового фотонного источника, построенного на факультете физики Варшавского университета (UW Physics). Это устройство, названное изобретателями голографический атомной памятью, обладает беспрецедентной способностью генерировать точно контролируемые группы фотонов.

«В функциональном отношении можно даже рассматривать его как первый эквивалент небольшой «интегральной схемы», работающей на одиночных фотонах», — полагает доктор Войцех Василевски (Wojciech Wasilewski), один из авторов статьи, вышедшей в журнале Physical Review Letters.

Опытный образец представляет собой стеклянный цилиндр длиной 10 и диаметром 2,5 см, заполненный внутри парами атомов рубидия 87 при температуре 60–80 °C. Эта мультимодовая память управляется лазерным лучом, формирующим объемные модели (голограммы) из возбужденных состояний атомов. Индивидуальные фотоны можно перемещать, записывать, обрабатывать и считывать в разных зонах цилиндра, действующих как отдельные участки памяти.

В экспериментах новый источник выдавал группы, насчитывавшие до 60 фотонов. Расчёты показывают, что применение мощных лазеров позволит увеличить количество фотонов до нескольких тысяч.

Из-за шумов, потерь и прочих паразитных процессов, квантовая память польских изобретателей хранит фотоны не дольше 10 микросекунд. Тем не менее, в некоторых системах, где простые манипуляции с фотонами занимают наносекунды, за этот интервал можно выполнить несколько сот операций, чего достаточно для квантовых коммуникаций и обработки информации в квантовом компьютере.

Статья в Physical Review Letters - doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.063603

Препринт - arxiv.org/abs/1604.06049

Источник: so-l.ru

Комментарии: