Австрийские физики из Венского технического университета разработали метод изменения формы фотонов, который теоретически исключает потерю элементарных частиц при передаче квантовой информации. Новый подход полностью решает проблему низкой поглощаемости фотонов кубитами, поднимая предельную эффективность стандартных квантовых сетей с текущих 54% до абсолютного максимума. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Physical Review Letters.
Группа исследователей под руководством профессора Стефана Роттера создала технологию пассивного обращения формы светового импульса во времени. Обычно при излучении квантовой частицы ее волна имеет пилообразную форму: она достигает максимума в самом начале и затем затухает, из-за чего принимающий кубит улавливает только половину сигнала. Для идеального поглощения требуется зеркально перевернутый импульс, который нарастает постепенно и достигает пика в самом конце.
Ученые предложили размещать квантовые биты внутри специального оптического волновода с измененной дисперсией. В такой среде разные частотные компоненты световой волны движутся с разной скоростью. В результате геометрия волновода заставляет фотонный импульс самостоятельно переворачиваться в процессе движения и принимать нужную конфигурацию прямо перед контактом со вторым кубитом. Компьютерное моделирование подтвердило техническую осуществимость проекта без использования сложных активных систем управления светом.
Обложка: фотон меняет форму при распространении. Источник: Oliver Diekmann / TU Wien
