Atomi gáz mint kvantum-adathordozó

A kvantuminternet megvalósulásának egyik szükségszerű feltétele, hogy a kvantumbiteket megbízható módon tudjuk tárolni, és ezekhez képesek legyünk hozzáférni.

Atomi gáz mint kvantum-adathordozó

A kvantuminternet megvalósulásának egyik szükségszerű feltétele, hogy a kvantumbiteket megbízható módon tudjuk tárolni, és ezekhez képesek legyünk hozzáférni. Ennek megvalósítására a jelenlegi legbiztatóbb módszer fotonokat és aprócska rubídium gázfelhőket alkalmaz, egészen új értelmet adva a felhő alapú tárhely fogalmának.

A módszer azon a jelenségen alapul, hogy a rubídium atomok energianívói mágneses térben felhasadnak (Zeeman-effektus), azaz új, finomabb átmenetű energiaszintek keletkeznek. A mező lekapcsolásával visszaállnak az eredeti állapotok. A kvantuminformációt hordozó fotonok tárolásának egyik módja tehát az lehet, hogy egy rubídium gázfelhőbe irányítjuk ezeket, majd bekapcsoljuk a mágneses mezőt. Ha a fotonok megfelelő hullámhosszal rendelkeznek, akkor a keletkező új energiaszintek valamelyikén nyelődnek el, így „csapdába esnek” a gázban, amíg a mágneses tér működik. Ha ezt leállítjuk, az atomok kénytelenek lesznek emittálni a köztes pályán elnyelt fotonokat, így kinyerhetjük az eredeti információt.

A módszer érdekes lehetőségeket vet fel a kvantummemóriák építésében, és számos kutatócsoport foglalkozott a technológiával az elmúlt évek során. Eredményeik lenyűgözőek: már nem csak egyes fotonokat, de egész képeket is lehetséges rubídium felhőkben tárolni egy a foton sugárforrás elé helyezett képmaszk révén. A tárolási idő egyelőre mindössze párszor tíz mikroszekundum, mivel az atomok elmozdulnak a gázban, emiatt minél több idő telik el, annál elmosódottabb lesz a kép. A mostani tárolási időkkel kilencven százalékos pontossággal lehet visszanyerni a képeket. A technológia tehát létezik, fejlesztődik, és a gyakorlati használhatóságtól még ugyan messze van, de az elképzelés mindenképpen érdekes.

A Marylandi Egyetem kutatói, Quentin Glorieux vezetésével nemrégiben megtették a nagyon jelentős következő lépést: a fent leírt módszer alkalmazásával egyszerre két kép tárolását valósították meg, és ehhez hasonlót eddig csak a holografikus memóriák tudtak produkálni.

A képek egy T és egy N betűt ábrázoltak, és a mellékelt képsorozat ezek visszanyerését mutatja be egy nagysebességű kamera felvételén 100 nanoszekundumot felölelő filmkockákban. „Demonstráltuk, hogy lehetséges különböző képek egyidejű tárolása és eltérő időpillanatokban történő visszanyerése, vagyis az atomi memória képes akár egész rövidfilmek tárolására is” ‒ írják a kutatók tanulmányukban. A képek a beérkezés sorrendjét megfordítva nyerhetők ki, vagyis az elsőként tárolt kép jelenik meg utoljára, így eredményül egy visszafelé futó „filmet” kapunk.

Az így rögzíthető film még igencsak rövidke, de a lényeg, hogy a dolog működik. Ha két képet lehet ilyen módon tárolni, akkor a kutatók szerint lehet hármat, tízet, százat stb. is, „csak” tovább kell fejleszteni a technológiát.

 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward