Фотонным кубитам «разрешили» работать при комнатной температуре

Технологии

ТАСС, 17 июня. Датские физики превратили излучатель одиночных фотонов в новый тип кубитов. Они могут работать при комнатной температуре, а не только при охлаждении до абсолютного нуля. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature Communications.

На эту темуБиты квантового мира. О том, какие бывают кубиты и какие из них прямо сейчас борются за лидерство в «квантовой гонке»

"Мы создали для нашил чипов специальное покрытие, которое помогает фотонным квантовым битам оставаться стабильными при комнатной температуре. Кроме того, с помощью нашей методики можно хранить подобные кубиты значительно дольше, чем обычно – в течение нескольких миллисекунд, а не микросекунд", – рассказал один из авторов работы, профессор Копенгагенского университета Юджин Ползик.

Надежные источники одиночных фотонов – один из самых важных компонентов квантовых вычислительных устройств и систем шифрования данных. Подобные излучатели необходимы, чтобы передавать информацию между отдельными компонентами квантового компьютера, без чего их практическое применение будет невозможным.

Как правило, большинство существующих разработок такого рода работают лишь при температурах, близких к абсолютному нулю, что сильно ограничивает сферу их применения. Лишь несколько лет назад физики на основе дефектных алмазов создали первые прототипы источников одиночных фотонов, работающие при комнатных температурах. Датские физики под руководством Ползика использовала подобный излучатель для создания нового типа фотонных кубитов, которые могут работать при комнатной температуре и необычно долго хранить в себе квантовое состояние частиц.

Этот излучатель представляет собой миниатюрную вакуумную камеру, которая заполнена атомами цезия. Они могут поглощать или испускать частицы света. Облако из этих атомов, как обнаружили ученые, можно "накачать" источником одиночных фотонов таким образом, что они будут находиться в одном и том же квантовом состоянии.

Стенки этой камеры, по словам Ползика, покрыты специальным составом, который по свойствам и структуре похож на парафин. Если атомы цезия сталкиваются с этим покрытием, то их квантовое состояние разрушается очень редко. Благодаря этому кубит может работать не только при охлаждении до абсолютного нуля, когда его атомы почти не двигаются, но и при комнатной температуре.

Читать:   Трубоукладочный сериал

При чтении или записи информации ученые запускают в эту камеру еще одну частицу света, которая взаимодействует с атомами цезия и заставляет их поглотить или испустить одиночный фотон. Опыты с первыми прототипами световых кубитов показали, что они могут хранить квантовое состояние фотона несколько миллисекунд. По меркам квантовой физики это очень долго.

Исследователи отмечают, что подобные кубиты можно использовать не только при разработке квантовых компьютеров, но и при создании так называемых квантовых повторителей – особых устройств, которые усиливают сигнал, распространяющийся по квантово-защищенным линиям оптоволоконной связи. Их разработка критически важна для создания полноценного "квантового интернета".

"Пока мы можем создавать кубиты с относительно низкой скоростью, подготавливая один фотон в секунду, тогда как охлажденные системы могут вырабатывать миллионы частиц света. При этом мы верим в то, что у этой технологии есть важные плюсы, и считаем, что мы сможем преодолеть эту проблему в ближайшее время", – подытожил Ползик.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономические новости