Команда физиков из Германии успешно транспортировала свет, сохраненный в квантовой памяти ультрахолодных атомов рубидия-87, на расстояние 1,2 мм. Они продемонстрировали, что этот управляемый процесс и его динамика лишь в малой мере влияют на свойства света.
Управляемый контроль и хранение квантовой информации, а также умение получать ее — важнейшие предпосылки прогресса в квантовой коммуникации и вычислениях. Оптическая квантовая память, которая позволяет запоминать и считывать квантовую информацию, сохраненную в свете, может стать основой технологии квантовых повторителей или инструментов для линейных квантовых вычислений.
В последние годы ученые доказали, что группы атомов отлично подходят для хранения и получения оптической квантовой информации. При помощи технологии электромагнитно-индуцированной прозрачности световые импульсы можно улавливать и когерентно отображать для создания коллективного возбуждения атомов. Поскольку этот процесс по большей части обратим, свет может высвобождаться вновь с высокой эффективностью, пишет Phys.org.
В своей работе ученые из Университета Майнца описали управляемое перемещение такого сохраненного света на расстояние 1,2 мм, то есть больше запоминающей среды. В прошлом они уже разработали метод сборки холодных атомов для перемещения на «оптическом конвейере», с помощью двух лазерных лучей. Преимущество этого метода в том, что он позволяет переместить относительно большое количество атомов и разместить их с высокой точностью без существенных потерь и нежелательного нагрева.
Теперь физикам удалось применить эту технику для перемещения облаков, состоящих из охлажденных атомов рубидия-87, которые выступают в качестве «световой памяти».
«Мы сохранили свет, так сказать, положив его в чемодан, только в нашем случае чемодан сделан из облака холодных атомов, — пояснил профессор Патрик Виндпессинджер. — Мы переместили чемодан на короткое расстояние, а затем вынули из него свет. Это весьма интересно не только с точки зрения физики, но и для квантовой коммуникации, поскольку свет не так-то просто поймать, и, если вы хотите транспортировать его куда-то, обычно он теряется в процессе».
Датские ученые разработали наномеханический маршрутизатор, который направляет частицы света, несущие квантовую информацию, внутри фотонного микрочипа. Это важный шаг для создания стабильного квантового компьютера, а затем — и неподвластного хакерам интернета.