Специалисты применили технологию квантовой памяти
Команда физиков из Китая разработала и впервые протестировала полноценный повторитель квантовых сигналов. Технология способна усиливать сигналы, сохраняя его квантовое состояние. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
Известно, что постепенная потеря света при движении вдоль оптоволокна является одной из ключевых проблем в работе современных систем квантовой связи. Для решения данной проблемы специалисты занимаются разработкой квантовых повторителей сигналов. Эти устройства могут считать поступающие в них сигналы, после чего усиливать их и отправлять адресату, при этом не нарушая целостности данных. Нормальная работа такого устройства может быть обеспечена с помощью квантовой памяти. Технология способна хранить в себе квантовое состояние частиц света на протяжении долгого времени.
Для создания некоторых прототипов квантовой памяти были использованы холодные атомы и ионы, а также разработанные из них «облака». Однако опыты показали, что такие устройства не подходят для квантовых повторителей, поскольку они обладают низкой скоростью работы и плохой совместимостью с системами квантовой связи.
Авторы нового исследования предложили другой тип квантовой памяти, ячейки которой поглощают фотоны из внешней среды и оперируют ими в процессе работы. Для сравнения, облака атомов вырабатывают частицы света самостоятельно. Исследователи установили, что кристаллы некоторых редкоземельных элементов могут взаимодействовать только с частицами света, обладающими определенным типом поляризации. Применив эти материалы, ученые собрали два повторителя квантовых сигналов, состоящие из ячейки квантовой памяти, источника запутанных фотонов, а также специального приспособления для проверки квантового состояния частиц.
Опыты с новым повторителем показали, что такие ячейки памяти обладали способностью сохранять и передавать квантовый сигнал в 80% случаев. В дальнейшем специалисты намерены усовершенствовать излучатели и увеличить емкость квантовых ячеек памяти. Это позволит ускорить работу повторителей и применять их для одновременной работы с несколькими квантовыми сетями.
Фото: scitechdaily.com, pxhere.com, hsto.org
