Rez@ee
5th April 2011, 06:28 PM
یک اتم روبیدیوم در مرکز یک دستگاه پیچیده ی حافظه ی کوانتومی:
http://psi.ir/images/news/images3/photonmemory2.jpg
یکی از عناصر مهم در نسل بعدی سیستمهای محاسبات و ارتباطات کوانتومی، به دست آوردن روشی برای ذخیره کردن و تولید مجدد کیوبیتهای فوتونی از طریق قطبش فوتونها است. پیش از این فیزیکدانها این کار را از طریق انتقال یک فوتون به یک آنسامبل ذرات کوانتومی مانند یک شبکه ی کریستالی یا یک ابر کوچک اتمی انجام داده اند. اخیراً هولگر اسپک (Holger Specht) و همکارانش در بخش کوانتوم اپتیک مؤسسه ی ماکس پلانک آلمان روشی بهتر به دست آورده اند. آنها راهی برای ذخیره کردن کیوبیت یک فوتون قطبیده در یک تک اتم روبیدیوم و رهاسازی دوباره ی آن یافته اند.
روش کار به این صورت است: ابتدا باید یک اتم دو ترازه که به روش مناسبی فوتون را جذب می کند یافت و سپس راهی پیدا کرد تا فوتون را مجبور کنیم کیوبیتش را به اتم باز گرداند. به نظر می آید که روبیدیوم تراز های انرژی دلخواه را دارد. اسپک و همکارانش با به دام انداختن فوتون در یک کاواک آینه ای (که فوتون به راحتی می تواند واردش شود اما نمی تواند به آسانی خارج گردد) مجبور به برهمکنش می کنند تا موجودی اش را بر اثر حرکت ارتجاعی به اتم بدهد.
برای آنکه اتم این کیوبیت را دریافت کند باید ابتدا توسط یک لیزر ضعیف در تراز مشخصی قرار بگیرد. سپس لیزر دیگری اتم را وادار می کند این کیوبیت را به شکل فوتونی با قطبش یکسان به بیرون بیاندازد. نتیجه، حافظه ی تک اتمی ای خواهد بود که قادر به ذخیره سازی، بازخوانی و درج اطلاعات کوانتومی است.
چنین وسیله ای بسیار مفید خواهد بود. برای مثال از این ابزار می توان برای ساخت "تکرار کننده ی کوانتومی" به عنوان پایه ای برای سیستم اینترنت کوانتومی با توانایی هایی بسیار بیشتر از آنچه امروزه با آن سر و کار داریم، استفاده کرد.
با وجود آنکه این دستگاه در حال حاضر قادر به ذخیره کردن اطلاعات برای تنها 180 میکروثانیه است، اسپک و همکارانش ادعا کرده اند که می دانند چگونه این زمان را افزایش دهند، "با دور نمایی به اندازه ی چند ثانیه".
منبع خبر:
arXiv (http://arxiv.org/abs/1103.1528)
http://psi.ir/images/news/images3/photonmemory2.jpg
یکی از عناصر مهم در نسل بعدی سیستمهای محاسبات و ارتباطات کوانتومی، به دست آوردن روشی برای ذخیره کردن و تولید مجدد کیوبیتهای فوتونی از طریق قطبش فوتونها است. پیش از این فیزیکدانها این کار را از طریق انتقال یک فوتون به یک آنسامبل ذرات کوانتومی مانند یک شبکه ی کریستالی یا یک ابر کوچک اتمی انجام داده اند. اخیراً هولگر اسپک (Holger Specht) و همکارانش در بخش کوانتوم اپتیک مؤسسه ی ماکس پلانک آلمان روشی بهتر به دست آورده اند. آنها راهی برای ذخیره کردن کیوبیت یک فوتون قطبیده در یک تک اتم روبیدیوم و رهاسازی دوباره ی آن یافته اند.
روش کار به این صورت است: ابتدا باید یک اتم دو ترازه که به روش مناسبی فوتون را جذب می کند یافت و سپس راهی پیدا کرد تا فوتون را مجبور کنیم کیوبیتش را به اتم باز گرداند. به نظر می آید که روبیدیوم تراز های انرژی دلخواه را دارد. اسپک و همکارانش با به دام انداختن فوتون در یک کاواک آینه ای (که فوتون به راحتی می تواند واردش شود اما نمی تواند به آسانی خارج گردد) مجبور به برهمکنش می کنند تا موجودی اش را بر اثر حرکت ارتجاعی به اتم بدهد.
برای آنکه اتم این کیوبیت را دریافت کند باید ابتدا توسط یک لیزر ضعیف در تراز مشخصی قرار بگیرد. سپس لیزر دیگری اتم را وادار می کند این کیوبیت را به شکل فوتونی با قطبش یکسان به بیرون بیاندازد. نتیجه، حافظه ی تک اتمی ای خواهد بود که قادر به ذخیره سازی، بازخوانی و درج اطلاعات کوانتومی است.
چنین وسیله ای بسیار مفید خواهد بود. برای مثال از این ابزار می توان برای ساخت "تکرار کننده ی کوانتومی" به عنوان پایه ای برای سیستم اینترنت کوانتومی با توانایی هایی بسیار بیشتر از آنچه امروزه با آن سر و کار داریم، استفاده کرد.
با وجود آنکه این دستگاه در حال حاضر قادر به ذخیره کردن اطلاعات برای تنها 180 میکروثانیه است، اسپک و همکارانش ادعا کرده اند که می دانند چگونه این زمان را افزایش دهند، "با دور نمایی به اندازه ی چند ثانیه".
منبع خبر:
arXiv (http://arxiv.org/abs/1103.1528)