Исследователи из Копенгагенского университета разработали новый способ создания квантовой памяти: небольшой барабан в звуковых вибрациях хранит данные, отправленные с помощью света. По мере необходимости звук снова превращается в свет и передается по сети. Ученые считают, что механическая память для хранения квантовых данных проложит путь к безопасному Интернету с невероятными скоростями.
Квантовый барабан — это небольшая мембрана из керамического, похожего на стекло материала, с отверстиями, расположенными аккуратным узором по краям. Когда в этот прибор ударяет свет лазера, он начинает вибрировать, причем делает это так быстро и без помех, что колебания подчиняются законам квантовой механики.
Исследователи доказали, что квантовые данные от квантового компьютера, излучаемые в виде световых сигналов по обычным оптоволоконным линиям может храниться в виде вибраций в барабане, а затем пересылаться дальше. Ранее ученые показали, что мембрана может в течение относительно долгого времени оставаться в хрупком квантовом состоянии. Поэтому барабан принимает и передает квантовые данные без их «декогерентизации».
При передаче информации между двумя квантовыми компьютерами на расстоянии (или между многими компьютерами в квантовом Интернете) сигнал быстро заглушается шумом. При этом количество шума в оптоволоконном кабеле увеличивается экспоненциально с увеличением длины кабеля. Квантовый барабан в такой сети сможет служить усилителем и ретранслятором, принимая данные без расшифровки
Исследователи отмечают, что у квантового барабана низкие потери сигнала, то есть мощность сигнала сохранится при передаче по сети. Кроме того, устройство способно обрабатывать все световые частоты, включая те, что уже применяются в оптоволоконных сетях. Квантовый барабан удобен еще и тем, что данные можно хранить и читать, когда это необходимо.
А рекордные 23 мс времени памяти, уже достигнутые исследователями, увеличивают вероятность того, что эта технология однажды может стать строительным блоком для систем квантовых сетей, а также аппаратного обеспечения в квантовых компьютерах.
Мы рано приступаем к этим исследованиям. Квантовые вычисления и связь все еще находятся на ранней стадии развития, но с учетом полученной нами памяти можно предположить, что квантовый барабан однажды будет использоваться в качестве своего рода квантовой оперативной памяти.
Альберт Шлиссер, профессор Копенгагенского университета и соавтор исследования
Читать далее:
Посмотрите, каким было солнечное затмение из космоса
Уран и Нептун оказались не такими, как считали ученые
Назван новый сценарий гибели Земли и Солнечной системы
На обложке: квантовый барабан. Фото: Julian Robinson-Tait, University of Copenhagen’s Niels Bohr Institute