Физики заставили фотоны взаимодействовать друг с другом

Канадские ученые в первый раз смогли передать данные о состоянии с единичного фотона на другие фотоны – данный эффект возможно использован в будущих квантовых устройствах, применяющих фотоны для обработки и хранения информации, говорится в статье, размещённой в издании Nature Physics.

Фотоны во многих отношениях были бы совершенными переносчиками информации для квантовых вычислительных и коммуникационных совокупностей, но эти частицы не владеют зарядом и не взаимодействуют между собой. Наряду с этим для обработки и вычислений данных нужны логические элементы, устройства, где переносчики информации смогут взаимодействовать и поменять состояния приятель приятеля.

Дабы обойти это препятствие, возможно применять посредники – объекты, чье состояние может изменяться под действием единичного фотона, а после этого это изменение в состоянии может оказывать влияние на параметры второго фотона. Но эффекты от единичных фотонов весьма не сильный. Лишь в 1960-е годы, по окончании изобретения лазеров, стало возмможно создавать пучки света достаточной интенсивности, дабы их действие стало заметно.

К несчастью, в квантовых устройствах информация кодируется в единичных фотонах, и работа с пучками света тут неосуществима.

Но сейчас несколько под управлением Эфраима Штейнберга из университета Торонто, думается, отыскала выход из положения.

В качестве объекта-«посредника» они применяли облако атомов рубидия, помещенных в магнито-оптическую ловушку и охлажденных до температуры в пара микрокельвин. Они продемонстрировали, что одиночный фотон, проходя через это облако, оставлял в нем «след», что после этого возможно было найти посредством пробного лазерного луча, что светил в противоположном направлении. Частота пробного луча была подобрана так, дабы она не попадала в «окно» энергетического перехода атомов рубидия. «Сигнальный» фотон пара сдвигал это «окно», что после этого «ощущал» пробный луч: его фаза пара сдвигалась из-за переизлучения и поглощения фотонов атомами рубидия.

Опыт был выстроен так: ученые снизили интенсивность «сигнального» излучения до того уровня, при котором сигнал имел возможность содержать один фотон либо ноль, и установили детектор, что срабатывал лишь в случае если фотон был. Они неоднократно «стреляли» через облако атомов и смотрели за тем, как соответствует сдвиг фазы пробного луча срабатываниям детектора. В следствии они поняли, что единичный фотон сдвигает фазу на 16 микрорадиан.

Ученым еще предстоит громадной путь, перед тем как данный эффект удастся применять для логических элементов. Согласно точки зрения Штейнберга, сдвиг фазы от действия единичного фотона в пара градусов уже был бы достаточен для трудящихся элементов компьютера. Этого возможно было бы достигнуть методом повышения плотности ядерного облака.

Вторая проблема заключается в том, дабы в качестве «получателя» и пробника данных выступал не луч, а также единичный фотон. Ответ данной задачи, думает Штейнберг, пребывает в применении пучка как «квантовой шины данных», которая передавала бы данные для многих кубитов.

Случайные записи:

• Кластерную политику и управление региональными инновациями обсудят на казанской венчурной ярмарке
• Наноэффект лотоса дает шанс на создание самоочищающихся поверхностей

Физики впервые увидели столкновение фотона с фотоном

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Эффективно запутанные фотоны

  Новый метод запутывать фотоны был действеннее всех других. Квантовая физика известна собственной неинтуитивностью: концентрация парадоксов в ней кладёт…

• Создан источник фотонов для квантовых компьютеров

  Совместная несколько исследователей из Китая, Германии и Великобритании сказала о том, что ей удалось взять самый высококачественный из когда-либо…

• Создана квантовая запутанность между одним фотоном и триллионом атомов

  Физики Университета Варшавы создали многомерное состояние запутанности единственного фотона и триллиона раскаленных атомов рубидия, пролив свет на…

• Общественные туалеты лемуров помогают им общаться друг с другом

  Ночные лемуры Lepilemur leucopus, не смотря на то, что и живут семьями, практически не видят друг друга. Исходя из этого данные о том, как обстоят дела в…