-Ïîèñê ïî äíåâíèêó

Ïîèñê ñîîáùåíèé â WordScience_org

 -Ïîäïèñêà ïî e-mail

 

 -Ñòàòèñòèêà

Ñòàòèñòèêà LiveInternet.ru: ïîêàçàíî êîëè÷åñòâî õèòîâ è ïîñåòèòåëåé
Ñîçäàí: 08.03.2012
Çàïèñåé: 150
Êîììåíòàðèåâ: 0
Íàïèñàíî: 153


Ñîçäàíû îäèíî÷íûå ôîòîíû äëÿ êâàíòîâîé îáðàáîòêè èíôîðìàöèè

Ïîíåäåëüíèê, 23 Àïðåëÿ 2012 ã. 05:32 + â öèòàòíèê
Îðèãèíàë ñîîáùåíèÿ


Èñïîëüçóÿ ëàçåðû, ÷òîáû èçâëå÷ü âñåãî îäèí àòîì èç îáëàêà óëüòðàõîëîäíîãî ãàçà ðóáèäèÿ, ôèçèêè ðàçðàáîòàëè íîâûé, áûñòðûé è ýôôåêòèâíûé ñïîñîá ïî ñîçäàíèþ îäèíî÷íûõ ôîòîíîâ, êîòîðûå â äàëüíåéøåì ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â êâàíòîâî-îïòè÷åñêîé îáðàáîòêå èíôîðìàöèè, èçó÷åíèè äèíàìèêè è ðàçáîðà áåñïîðÿäêà â îïðåäåë¸ííûõ ôèçè÷åñêèõ ñèñòåìàõ, ñîîáùàåò «WordScience.org».


Ìåòîäèêà èñïîëüçóåò óíèêàëüíûå ñâîéñòâà àòîìîâ, êîòîðûå èìåþò îäèí èëè íåñêîëüêî ýëåêòðîíîâ, âîçáóæä¸ííûõ ïî÷òè äî ñîñòîÿíèÿ èîíèçàöèè, èçâåñòíîå êàê ðèäáåðãîâñêîå ñîñòîÿíèå. Àòîìû â ýòîì î÷åíü âîçáóæä¸ííîì ñîñòîÿíèè (ñ ãëàâíûì êâàíòîâûì ÷èñëîì áîëåå 70-òè) èìåþò ïðåóâåëè÷åííûå ýëåêòðîìàãíèòíûå ñâîéñòâà è ñèëüíî âçàèìîäåéñòâóþò äðóã ñ äðóãîì. Ýòî ïîçâîëÿåò ðèäáåðãîâñêèì àòîìàì áëîêèðîâàòü îáðàçîâàíèå äîïîëíèòåëüíûõ âîçáóæä¸ííûõ àòîìîâ â ðàéîíå îò 10 äî 20 ìèêðîí.


Ýòîò îäèí ðèäáåðãîâñêèé àòîì ìîæåò áûòü ïðåîáðàçîâàí â ôîòîí, ãàðàíòèðóÿ, ÷òî â ñðåäíåì òîëüêî îäèí ôîòîí áóäåò ïðîèçâåä¸í èç îáëàêà ðóáèäèÿ, ñîäåðæàùåãî ñîòíè ïëîòíî óïàêîâàííûõ àòîìîâ. Íà䏿íîå ïðîèçâîäñòâî îäíîãî ôîòîíà ñ õîðîøî èçâåñòíûìè ñâîéñòâàìè âàæíî äëÿ íåñêîëüêèõ îáëàñòåé èññëåäîâàíèÿ, â òîì ÷èñëå ñèñòåì êâàíòîâîé èíôîðìàöèè.


Íîâûé ìåòîä äîëæåí áûë áûòü ïðåäñòàâëåí 19-ãî àïðåëÿ 2012-ãî ãîäà â «Science Express», èíòåðíåò-èçäàíèå æóðíàëà «Science». Äàííàÿ ðàáîòà áûëà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå Íàöèîíàëüíîãî íàó÷íîãî ôîíäà (National Science Foundation — NSF) è «Air Force Office of Scientific Research» (AFOSR).


«Ìû â ñîñòîÿíèè ïðåîáðàçîâàòü âîçáóæä¸ííûå àòîìû â îäèíî÷íûå ôîòîíû ñ î÷åíü ñóùåñòâåííîé ýôôåêòèâíîñòüþ, ÷òî ïîçâîëÿåò íàì ñîçäàòü òàêîå ñòðóêòóðó, â êîòîðîé ìû íóæäàåìñÿ», — ïîÿñíèë Àëåêñåé Êóçüìè÷, ïðîôåññîð èç «School of Physics at the Georgia Institute of Technology». «Ýòà íîâàÿ ñèñòåìà ïðåäëàãàåò ïëîäîðîäíóþ îáëàñòü äëÿ ðàññëåäîâàíèÿ çàïóòàííûõ ñîñòîÿíèé àòîìîâ, ñïèíîâûõ âîëí è ôîòîíîâ. Ìû íàäååìñÿ, ÷òî ýòî ïåðâûé øàã ê âûïîëíåíèþ ãîðàçäî áîëüøèõ âîçìîæíîñòåé â ýòîé ñèñòåìå».


Êóçüìè÷ è ñîàâòîð ßðîñëàâ Äóäèí — íàó÷íûé ñîòðóäíèê, èçó÷àëè êâàíòîâûå èíôîðìàöèîííûå ñèñòåìû, êîòîðûå ïîëàãàþòñÿ íà îòîáðàæåíèå èíôîðìàöèè èç àòîìîâ íà çàïóòàííûå ïàðû ôîòîíîâ. Íî, òåõíèêà êîìáèíàöèîííîãî ðàññåÿíèÿ, êîòîðóþ îíè èñïîëüçîâàëè äëÿ ñîçäàíèÿ ôîòîíîâ îêàçàëàñü íåýôôåêòèâíîé è íå îáåñïå÷èëà òàêèì êîëè÷åñòâîì çàïóòàííûõ ôîòîíîâ, êîòîðîå íåîáõîäèìî äëÿ ñëîæíûõ ñèñòåì.


«Ýòîò íîâûé èñòî÷íèê ôîòîíîâ ïðèìåðíî â òûñÿ÷ó ðàç áûñòðåå, ÷åì ñóùåñòâóþùèå ñèñòåìû», — ñêàçàë Äóäèí. «Äëÿ íàøåé ïåðâîé ýêñïåðèìåíòàëüíîé ðåàëèçàöèè ýòè ïîêàçàòåëè íåâåðîÿòíî õîðîøè».


Äëÿ ñîçäàíèÿ ðèäáåðãîâñêèõ àòîìîâ, èññëåäîâàòåëè èñïîëüçîâàëè ëàçåðû, ÷òîáû îñâåòèòü ïëîòíóþ ãðóïïó èç íåñêîëüêèõ ñîòåí àòîìîâ ðóáèäèÿ-87, êîòîðûå áûëè îõëàæäåíû ëàçåðîì è çàêëþ÷åíû â îïòè÷åñêîé ðåø¸òêå. Îñâåùåíèå àêòèâèçèðîâàëî îäèí àòîì èç âñåãî îáëàêà â ñîñòîÿíèå Ðèäáåðãà. Àòîìû, âîçáóæä¸ííûå äî ðèäáåðãîâñêîãî ñîñòîÿíèÿ ñèëüíî âçàèìîäåéñòâóþò ñ äðóãèìè ðèäáåðãîâñêèìè àòîìàìè è ïðè ïîäõîäÿùèõ óñëîâèÿõ èçìåíÿþò óðîâåíü àòîìíîé ýíåðãèè, òåì ñàìûì ïðåïÿòñòâóÿ ïåðåõîäó â ýòî ñîñòîÿíèå, áîëåå îäíîãî àòîìà — ÿâëåíèå, èçâåñòíîå êàê áëîêàäà ðèäáåðãîâñêèõ àòîìîâ.


Ðèäáåðãîâñêèå àòîìû ïîêàçûâàþò ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå â ïðåäåëàõ îò 10 äî 20 ìèêðîí. Îãðàíè÷èâàÿ ãðóïïó àòîìîâ ðóáèäèÿ ïðèìåðíî íà òàêîå æå ðàññòîÿíèå, Êóçüìè÷ è Äóäèí ñìîãëè ãàðàíòèðîâàòü, ÷òî áóäåò ñôîðìèðîâàí íå áîëåå, ÷åì îäèí àòîì.


«Ðèäáåðãîâñêèå àòîìû íóæäàåòñÿ â ñâîáîäíîì ïðîñòðàíñòâå âîêðóã ñåáÿ è íå ïîçâîëÿþò äðóãèì ðèäáåðãîâñêèì àòîìàì íàõîäèòüñÿ ðÿäîì», — îáúÿñíèë Äóäèí. «Íàøà ãðóïïà èìååò îãðàíè÷åííûé îáú¸ì, ïîýòîìó ìû íå ìîãëè âìåñòèòü â ïðîñòðàíñòâî áîëåå îäíîãî àòîìà».


Êóçüìè÷ è Äóäèí óæå èñïîëüçóþò ðèäáåðãîâñêèå àòîìû ñ ãëàâíûì êâàíòîâûì ÷èñëîì îêîëî 100. Ýòè àòîìû íàìíîãî áîëüøå (íà öåëûõ ïîëòîðà ìèêðîíà â äèàìåòðå), ÷åì àòîìû ðóáèäèÿ ñî ñòàíäàðòíûì ñîñòîÿíèåì, êîòîðûå èìåþò êâàíòîâîå ÷èñëî 5 è äèàìåòð â íåñêîëüêî àíãñòðåì.


Ïîñëå òîãî, êàê áûë ñîçäàí ñèëüíî âîçáóæä¸ííûé àòîì, èññëåäîâàòåëè èñïîëüçîâàëè äîïîëíèòåëüíîå ëàçåðíîå ïîëå äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ âîçáóæäåíèÿ â êâàíòîâîé ñâåò, êîòîðûé èìååò òå æå ñòàòèñòè÷åñêèå ñâîéñòâà, ÷òî è âîçáóæäåíèå. Òàê êàê ïîëå áûëî ïðîèçâåäåíî èç îäíîãî ðèäáåðãîâñêîãî àòîìà, â í¸ì ñîäåðæèòñÿ òîëüêî îäèí ôîòîí, êîòîðûé ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí â ðàçëè÷íûõ ïðîòîêîëàõ.


Ãðóïïà «Georgia Tech» çàäàëàñü ñëåäóþùåé öåëüþ ïî ðàçâèòèþ êâàíòîâûõ âîðîò ìåæäó ñâåòîâûìè ïîëÿìè. Ïðåäëîæåííîå è ïðîâîäèìîå ìíîãèìè èññëåäîâàòåëüñêèìè ãðóïïàìè êâàíòîâîå ñòðîáèðîâàíèå ôîòîíîâ, ïîêà áûëî áåçóñïåøíûì.


«Åñëè ýòî áóäåò ðåàëèçîâàíî, êâàíòîâûå âîðîòà ïîçâîëÿò íàì äåòåðìèíèðîâàíî ñîçäàâàòü ñëîæíûå çàïóòàííûå ñîñòîÿíèÿ àòîìîâ è ñâåòà, êîòîðûé ïðèâíîñèò öåííûå âîçìîæíîñòè â îáëàñòü êâàíòîâûõ ñåòåé è âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè», — ñêàçàë Êóçüìè÷.


Ïîìèìî ñèñòåì êâàíòîâîé èíôîðìàöèè, íîâàÿ îäíîôîòîííàÿ ñèñòåìà òàêæå ìîæåò ïîìî÷ü ó÷¸íûì â èññëåäîâàíèè äðóãèõ îáëàñòåé ôèçèêè.


«Íàøè ðåçóëüòàòû òàêæå ïåðñïåêòèâíû â èññëåäîâàíèÿõ äèíàìèêè è áåñïîðÿäêà â ñèñòåìàõ ìíîãèõ òåë ñ èçìåí÷èâûì âçàèìîäåéñòâèåì», — îáúÿñíèë Êóçüìè÷. «Íàðóøåíèå ïîñòóïàòåëüíîé ñèììåòðèè, ôàçîâûå ïåðåõîäû è íåðàâíîâåñíàÿ ôèçèêà ìíîãèõ òåë ìîãóò áûòü èññëåäîâàíû â áóäóùåì ñ èñïîëüçîâàíèåì ñèëüíî ñâÿçàííûõ, âîçáóæä¸ííûõ äî ðèäáåðãîâñêîãî ñîñòîÿíèÿ àòîìîâ ãàçà».


«Air Force Office of Scientific Research Multidisciplinary University Research Initiative» (MURI) íåäàâíî áûëà ïðèñóæäåíà êîíñîðöèóìó èç ñåìè óíèâåðñèòåòîâ ÑØÀ, êîòîðûå áóäóò ðàáîòàòü âìåñòå, ÷òîáû îïðåäåëèòü íàèëó÷øèé ïîäõîä äëÿ ñîçäàíèÿ êâàíòîâîé ïàìÿòè, îñíîâàííîé íà âçàèìîäåéñòâèè ìåæäó ñâåòîì è âåùåñòâîì.


«Ýòîé ðàáîòîé ìû ïðîäåìîíñòðèðîâàëè íîâûé, äåòåðìèíèðîâàííûé èñòî÷íèê îäèíî÷íûõ ôîòîíîâ», — ñêàçàë Êóçüìè÷. «Â ñâîåé ýêñïåðèìåíòàëüíîé ðåàëèçàöèè, îíà óæå âûèãðûâàåò ó äðóãèõ âèäîâ îäèíî÷íûõ ôîòîíîâ, êîòîðûå ïðåñëåäîâàëè â òå÷åíèå ïîñëåäíåãî äåñÿòèëåòèÿ. Ñ äàëüíåéøèì ïîâûøåíèåì ýôôåêòèâíîñòè, ñêîðîñòè ãåíåðàöèè è èíòåãðàöèè ñ äîëãîâå÷íîé êâàíòîâîé ïàìÿòüþ, òàêîé îäíîôîòîííûé èñòî÷íèê ìîæåò ñäåëàòü âîçìîæíîé êâàíòîâî-îïòè÷åñêóþ îáðàáîòêó èíôîðìàöèè».




Èñòî÷íèê ìàòåðèàëà: wordscience.org