Атом рубидия в оптической ловушке

 

Физики собрали квантовый канал связи рекордной длины

Физики впервые создали универсальный канал для работы квантового компьютера. Статья ученых появилась в Scientific American и Nature, а ее краткое изложение приводит Nature News.

Новое исследование носило сугубо прикладной характер. Ученые построили канал связи, который связал две лаборатории. Он состоял из оптического кабеля длиной 60 метров, а также пары оптических ловушек на концах. В этих устройствах система зеркал и лазерных лучей создает так называемую потенциальную яму - регион пространства, где атому находиться энергетически более выгодно (поэтому, после попадания в ловушку, он там и находится).

В ловушках располагались атомы рубидия. Они (точнее их спины) исполняли роль кубитов - квантовых битов, которые, в отличие от традиционных элементарных единиц информации, способных принимать не только два значения "ноль" и "единица", могут находится в суперпозиции этих двух состояний. Как следствие, например, кубит при измерении с некоторой вероятностью покажет "ноль", а с некоторой - "единица".

Внутрь ловушки ученые запускали фотон. Он отражался от зеркал десятки тысяч раз, что увеличивало вероятность взаимодействия с атомом рубидия. Если такое взаимодействие происходило, то фотон получал информацию о квантовом состоянии атома. Затем, пролетев по кабелю, он взаимодействовал с другим атомом. Таким методом ученым удалось передавать квантовое состояние с одного атома на другой, а также запутать два атома рубидия (квантовая запутанность означает, что состояния атомов оказываются в некотором смысле взаимосвязаны).

По словам ученых, в настоящее время основной проблемой (помимо громоздкости и дороговизны оборудования) подобных сетей являются большие потери фотонов по пути от одного атома к другому. Вместе с тем ученые считают, что эту проблему в будущем можно будет решить.

Материал сайта lenta.ru.