Фізики з Німеччини та Китаю вперше здійснили запис і транспортування світла на відстані понад міліметр. Для цього вчені використовували в якості пам'яті ансамбль холодних атомів рубідію. Роботу опубліковано в журналі.
Для побудови систем квантових комунікацій необхідний повний контроль над квантовою інформацією: запис, збереження та зчитування. Комунікація з використанням фотонів - це один з найперспективніших способів швидкої і секретної передачі інформації. Для створення повноцінної пам'яті необхідно вміти зберігати світло, переміщати його і витягувати з нього інформацію, що є важкими завданнями.
Квантова пам'ять для світла на основі холодних атомів як носія інформації потенційно має високу ефективність і когерентність, що робить її хорошим рішенням для впровадження в мережі квантової комунікації. Однак, досі вченим не вдавалося експериментально показати процедуру зберігання або транспортування світла за допомогою холодних атомів.
Фізики з Бейханського і Майнцського університетів під керівництвом професора Патріка Віндпассінгера (Patrick Windpassinger) вперше здійснили контрольоване перенесення накопиченого світла на відстань понад 1,2 міліметра за допомогою холодних атомів і показали, що таке перенесення світла практично не впливає на когерентні властивості системи.
Раніше ця наукова група розробила технологію для переміщення ансамблю холодних атомів у просторовій оптичній пастці, яка створюється двома лазерними променями. Такий метод дозволяє переміщати велику кількість атомів і розміщувати їх у потрібному місці з високою просторовою точністю. Важливо, що процедура здійснюється без значних втрат у кількість атомів і не нагріває ансамбль.
Фізикам вдалося використовувати цей метод для перенесення атомних хмар рубідію-87, які служили в якості світлової пам'яті. Світлове збудження записувалося в атоми, переміщалося разом з ансамблем і потім витягувалося в іншій точці простору. Відстань транспортування була обмежена кількома міліметрами через короткий час зберігання порівняно з часом, необхідним для транспортування ансамблю. Вчені сподіваються, що перехід в інший частотний діапазон значно поліпшить час зберігання.
Дослідники підкреслюють, що розроблену технологію можна масштабувати на великі відстані, а також створити нові квантові пристрої, такі як оптичні запам'ятовуючі машини або оптичні квантові регістри. Раніше ми писали, як фізикам з Китаю вдалося заплутати два вузли квантової пам'яті з холодних атомів через канал довжиною 50 кілометрів за допомогою фотонів, а вчені з Гарвардського університету створили почесний антиферромагнетик з холодних атомів літію, захоплених в оптичну решітку.