Польско-британская команда ученых создала и испытала компактный конвертер, способный изменять квантовые свойства отдельных фотонов. Новое устройство должно способствовать появлению квантового компьютера и квантовой сети, которая придет на смену современному интернету.
Ученые Варшавского университета и Университета Оксфорда сообщили о разработке ключевого для квантового компьютера элемента — электро-оптического устройства, позволяющего менять свойства отдельных фотонов. В отличие от существующих лабораторных образцов, этот работает с невиданной эффективностью и стабильностью.
Создание эффективного устройства для модификации квантового состояния отдельных фотонов — исключительно сложная задача, если принять во внимание фундаментальные отличия между классическими и квантовыми вычислениями.
«В недавние годы физики разобрались, как выделять лазерные импульсы определенной длины волн или поляризации, состоящие из отдельного кванта — или возбуждения — электромагнитного поля, — говорит доктор Михал Карпински, один из авторов статьи. — Но достигнув одного, всегда хочется большего. Если у нас есть отдельные кванты света с определенными свойствами, было бы полезно изменять эти свойства. Поэтому задача в том, чтобы как будто запустить серебряную монету крутиться с одного края стола к другому, по пути превратив ее в золотую, не уронив».
Cazza покажет пример экологически чистой печати домов
Кейсы
Существующие методы применяют нелинейную оптическую технологию — на практике пытаясь заставить отдельный фотон взаимодействовать с очень сильным оптическим пучком. Изменяется ли при этом фотон — дело чистого случая. Более того, рассеяние пучка может испортить поток отдельных фотонов.
Ученые Варшавы и Оксфорда решили использовать другой физический феномен: электро-оптический эффект в определенных кристаллах. Он дает возможность изменения коэффициента преломления света в кристалле путем изменения интенсивности внешней магнитной силы (другими словами, не вводя дополнительные фотоны).
Лучшие профессии по балансу работы и личной жизни
Мнения
«Удивительно, что для того чтобы модифицировать квантовые свойства отдельных фотонов, мы можем использовать технологии, очень похожие на те, что используются для обычных волоконно-оптических телекоммуникаций», — говорит доктор Карпински.
При помощи нового устройства ученые добились шестикратного удлинения срока пульсации отдельного фотона без повреждения квантовой суперпозиции, что автоматически означает сокращение его спектра. С практической точки зрения важно, что вся операция выполнялась с очень высокой эффективностью конверсии, в 200 раз лучше, чем современные методики, и при сохранении низкого уровня шума, пишет Phys.org.
«ИИ займет 80% профессий в IT-сфере»
Мнения
Между Шанхаем и Хефэем построили самую длинную в мире линию квантовой связи длиной 712 км. Она состоит из 11 промежуточных станций и станет частью 2000-км сети, в которую войдет и Пекин.