![]() |
Свет — это носитель информации, который используют не только в классических коммуникациях, но и в квантовых технологиях, таких как квантовые сети и вычисления. Однако обрабатывать световые сигналы сложнее, чем электронные. Международная группа учёных во главе с доктором Ольгой Кочаровской, заслуженным профессором кафедры физики и астрономии Техасского университета A&M, предложила новый способ хранения и высвобождения рентгеновских импульсов на уровне одного фотона. Эта концепция может найти применение в будущих рентгеновских квантовых технологиях. Группа под руководством профессора Института Гельмгольца в Йене доктора Ральфа Рёльсбергера провела исследование на синхротронных источниках PETRA III в Немецком электронном синхротроне (DESY) в Гамбурге и Европейском центре синхротронного излучения во Франции. В результате была впервые реализована квантовая память в жёстком рентгеновском диапазоне. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances. Квантовая память — это важный элемент квантовой сети, который позволяет хранить и извлекать квантовую информацию. Фотоны являются быстрыми и надёжными носителями квантовой информации, но их трудно удерживать в стационарном состоянии для последующего использования. Один из способов решить эту проблему — впечатать информацию в квазистационарную среду в виде поляризационной или спиновой волны с большим временем когерентности и выпустить её обратно через переизлучение исходных фотонов.
Использование ядерных ансамблей вместо атомных позволяет увеличить время памяти даже при высокой плотности твёрдого тела и комнатной температуре. Это возможно благодаря тому, что ядерные переходы менее чувствительны к внешним полям из-за малых размеров ядер. Сочетание жёсткой фокусировки высокочастотных фотонов с ядерными ансамблями может привести к созданию долгоживущей широкополосной компактной твердотельной квантовой памяти. Доктор Сивэнь Чжан, постдокторант из группы Кочаровской, который участвовал в эксперименте и был соавтором статьи команды, объясняет, что прямое распространение оптических/атомных протоколов на рентгеновские/ядерные оказывается сложным или невозможным. Поэтому в предыдущей работе был предложен новый протокол. Идея нового протокола проста с точки зрения квантовых основ. Набор движущихся ядерных поглотителей формирует частотную гребенку в спектре поглощения из-за движения. Короткий импульс со спектром, совпадающим с гребенкой, будет переизлучен с задержкой из-за конструктивной интерференции между различными спектральными компонентами.
Время жизни ядерной когерентности определяет максимальное время хранения данных для этого типа квантовой памяти. Использование изомеров с более долгим временем жизни, чем у изотопа железа 57, который мы выбрали для исследования, увеличило бы это время. Протокол ядерной частотной гребенки — это квантовая память, которая работает на однофотонном уровне без потери информации. Это первое достижение для рентгеновских энергий. Команда планирует освободить сохранённые волновые пакеты фотонов по требованию. Это может привести к запутанности между различными жёсткими рентгеновскими фотонами, основным ресурсом для квантовой обработки информации. Исследование подчёркивает потенциал оптических квантовых технологий в диапазоне коротких волн. Он менее «шумный» из-за усреднения флуктуаций по большому количеству высокочастотных колебаний. Авторы надеются продолжить изучение потенциала своей перестраиваемой, надёжной и универсальной платформы для развития квантовой оптики при рентгеновских энергиях. 09.08.2024 |
Хайтек
![]() | |
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность | |
3D-печать меняет правила игры: она дает б... |
![]() | |
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности | |
Горнодобывающая промышленность — эт... |
![]() | |
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы | |
Физики из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
![]() | |
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом | |
Физики научились управлять светом в кроше... |
![]() | |
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего | |
От зон стихийных бедствий до экстрем... |
![]() | |
Магнит, зеленый свет и ультрафиолет: новые горизонты молекулярной химии | |
Химики создали новые соединения на основе... |
![]() | |
Свет вместо проводов: Оксфорд произвел революцию в квантовых вычислениях | |
Ученые из Оксфорда сделали большой шаг&nb... |
![]() | |
Органический катализатор, который имитирует металлы: открытие химиков СПбГУ | |
Химики из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
![]() | |
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр | |
В Уфимском федеральном исследовательском центр... |
![]() | |
Прощай, кэш-память: новая технология сэкономит энергию и ускорит устройства | |
Исследователи вместе с французской компан... |
![]() | |
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности | |
Питер Брюггеман, профессор машиностроения из&n... |
![]() | |
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию | |
Ручной прибор MBR UV-C Light Products работает... |
![]() | |
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP | |
В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —... |
![]() | |
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее | |
Передовая роботизированная система CARMA II ус... |
![]() | |
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности | |
Ученые из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Биотопливо за полтора часа: как томские ученые подстегнули энергетику | |
Междисциплинарная команда ученых из Томск... |
![]() | |
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+ | |
Инженеры из MIT придумали, как сдела... |
![]() | |
Свет, который не вредит: в КНИТУ-КАИ открыли новый способ исследования клеток | |
Молодые ученые из КНИТУ-КАИ совершили про... |
![]() | |
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры | |
Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны... |
![]() | |
ПГУ: Струна и закон Архимеда помогут сэкономить миллионы на нефтепродуктах | |
Ученые из Пензенского государственного ун... |
![]() | |
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей | |
Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м... |
![]() | |
Будущее горнодобывающей промышленности: инновации, меняющие правила игры | |
Дэвид Джайлс, главный научный сотрудник MinEx ... |
![]() | |
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии | |
В Национальном исследовательском ядерном униве... |
![]() | |
NatComm: Найден «благородный» способ увеличить вместимость карт памяти | |
Электронику будущего можно сделать еще ме... |
![]() | |
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям | |
Комментирует профессор Майя Вергниори, которая... |
![]() | |
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов | |
Катайский насосный завод, который находится в&... |
![]() | |
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы» | |
Исследователи из Томского политехническог... |