Космос и Человечество

Типичный вид установки для изучения возможностей квантовых вычислений. Фото с сайта gatech.edu

Физики создали установку, которая обеспечивает работу квантовой памяти при комнатной температуре - до сих пор все подобные устройства функционировали при экстремально низких температурах. Работа исследователей принята к публикации в журнал Physical Review Letters, а коротко о ней пишет портал Physics World.
Квантовая память используется для хранения информации при проведении квантовых вычислений. В отличие от обычных квантовые компьютерами оперируют так называемыми кубитами - квантовыми аналогами битов, которые могут принимать больше двух значений. Чтобы передавать кубиты на значительное расстояние, можно использовать, например, фотоны, которые относительно слабо взаимодействуют с окружающей средой.
Однако, если фотоны совершают длительное путешествие по какой-либо среде, то их "правильное" состояние, в котором закодировано состояние кубита, может постепенно деградировать. Чтобы избежать потерь информации, ученые придумали квантовые ретрансляторы, которые "ловят" угасающий сигнал, расшифровывают его и вновь испускают. Кратковременное хранение и повторное испускание фотона как раз и происходят в квантовой памяти.
Существующие до сих пор конструкции квантовой памяти предполагали работу при очень низких температурах. Кроме того, они были пригодны только для узкого интервала длин волн фотонов и удерживали их очень непродолжительное время.
Авторы новой работы создали квантовую память, которая функционирует при температуре около 17 градусов Цельсия. Основным компонентом прибора является облако из атомов цезия - чтобы сохранить в них информацию, закодированную в фотонах, ученые воздействовали на атомы особым образом настроенным лазером. В итоге состояния кубита сохранялись в спинах электронов и ядер атомов цезия.
Чтобы извлечь информацию из атомов цезия, специалисты вновь воздействовали на них лазером с другими характеристиками - в итоге генерировались фотоны, которые могли передаваться дальше к конечному пункту назначения.
На данный момент эффективность созданной учеными квантовой памяти не очень высока, но в будущем они намерены увеличить ее. Дополнительным преимуществом новой схемы является ее пригодность для широкого диапазона длин волн.
Недавно другой коллектив исследователей представил работу, которая также может способствовать прогрессу в создании квантовых компьютеров (пока эти устройства существуют только в лабораториях). Физикам удалось заставить свет (например, справа налево) и не распространяться в противоположном.

ссылка на источник