Физики объединили свет и материю

Ученые добились успеха в объединении лазерного луча с электронами.

Физики из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре сделали это для того, чтобы выявить и контролировать хрупкие квантовые состояния электронов.

Открытие — серьезный шаг к использованию квантовой физики для расширения вычислительной мощности и общения на длинные расстояния без возможности сторонней прослушки.

Результаты исследования опубликованы в издании Science Express.

В ходе исследования во главе с профессором физики, электронных и компьютерных разработок Дэвидом Оушаломом, руководителем Центра спинтроники и квантовых вычислений, а также аспирантом Бобом Бакли было проанализировано необычное свойство микроскопического квантового мира — способность объединят совершенно разные вещи.

С помощью электронов, пойманных в дефект атомного размера в тонком кристалле алмаза, объединенных с лазерным лучом определенного цвета, ученые показали, что на самом деле возможно ненадолго сформировать смесь света и материи.

После создания смеси света и материи ученые смогли использовать размеры света для определения состояния электронов.

Аналогично, отдельно исследуя электроны, ученые показали, что их конфигурация не разрушается светом. Вместо этого конфигурация изменяется, и в этом и заключается эффектная демонстрация контроля квантовых состояний с использованием света.

«Управление квантовым состоянием единственного электрона в полупроводнике без разрушения информации представляет собой захватывающее научное открытие с потенциальным технологическим применением», сказал Оушалом.

Сохранение квантовых состояний — это основное препятствие в области квантовых вычислений. Одно из преимуществ последнего заключается в невозможности копирования, в отличие от информации, передаваемой между современными компьютерами, что способно обеспечить меры безопасности, гарантированные фундаментальным естественным правом. Способность измерить квантовое состояние без разрушения — это важный шаг в развитии технологий, которые используют преимущества квантового мира.

Бакли, относя данное исследование к перспективным, заявил: «Когда-нибудь алмаз для квантового компьютера станет тем же, чем сегодня для современных компьютеров является кремний. Это стандартные строительные блоки логики, памяти и коммуникации. Наш эксперимент обеспечивает новый инструмент, который приближает квантовые вычисления».

15.10.2010