Фізики вигадали квантовий перемикач, керований фотонами

Фізики Гарвардського університету і Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Михайла Лукіна придумали квантові перемикачі, керувати роботою яких можна одиничними фотонами, повідомляє Lenta.ru у четвер, 24 квітня.

У своїй роботі вчені вперше створили схему, що дозволяє інтегрувати квантовий перемикач в оптичну мережу, яка може бути об'єднана з іншими аналогічними вузлами. По суті, це перша робота, в якій дослідникам вдалося досягти значного прогресу в масштабованості таких квантових технологій.

Фізики привели атом в особливий квантовий стан, що характеризується деякою суперпозицією хвильових функцій. Це положення дозволяє атому знаходитися у включеному, і у вимкненому станах; в залежності від його взаємодії з фотоном, може ініціюватися прояв одного з цих станів. Один атом може регулюватися одним фотоном, і, як заявили вчені, такі атоми можна об'єднати в системи.

 

 

Для цього вчені помістили у вакуумну камеру окремі атоми, охолодили їх до температури, близької до абсолютного нуля і за допомогою оптичного пінцета переміщали атоми на нанометрові відстані. Потім дослідники опромінювали атом фотонами, щоб отримати зазначене вище квантовий стан спеціального виду ─ змінювали квантову фазу, і управляли його включенням і вимиканням одиничними фотонами.

Автори сумніваються, що їхні напрацювання знайдуть застосування в настільних комп'ютерах, але впевнені, що вони виявляться корисними для волоконно-оптичних мереж, що використовують квантову криптографію.

Своє дослідження автори опублікували в журналі Nature, коротко з ним можна ознайомитися на сайті Гарвардського університету.