Физики Института Макса Планка осуществили важную для реализации квантового компьютера логическую операцию - обмен значениями 1 и 0 двоичного разряда - с помощью единственного фотона. Обычно такие вычисления основываются на множестве квантовых частиц, которые служат для хранения, кодирования и обработки информации, пишет Phys.org.
«Фотоны являются идеальными носителями квантовой информации, потому что они слабо взаимодействуют с окружением и легко могут пересекать большие расстояния, — объясняет доктор Штефан Дюрр, руководитель проекта. — Поэтому мы очень заинтересованы в развитии вентиля фотон-фотон-квант, в котором один световой импульс может детерминистским образом изменить входящий фотонный кубит».
В ходе эксперимента облако из 100 000 атомов рубидия охладили до 0,5 микрокельвинов. Затем в облако было направлены световые импульсы. Первый импульс, состоящий из одного фотона, сохранился в возбужденном состоянии в ультрахолодном облаке. Это вызвало эффект второго светового импульса, который, проходя через облако, осуществляет фазовый сдвиг на 180 градусов. Весь цикл занимает всего несколько микросекунд.
Создан прибор для наблюдения за квантовыми эффектами в реальной жизни
Кейсы
«Эксперимент показал, что мы можем повернуть плоскость поляризации в фотонном кубите с помощью единственного фотона, — заключил доктор Дюрр. — Это важное условие для реализации квантового вентиля. Однако квантовый вентиль должен также давать возможность генерировать конечное состояние из двух отдельных начальных. Для достижения этой цели мы планируем проводить дальнейшие эксперименты».