Найден способ использовать замедленный свет в квантовых компьютерах

Впервые предложенный метод замедления скорости распространения света с помощью нанотехнологического кремниевого устройства может лечь в основу элементов памяти для квантовых компьютеров будущего, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature.

Несмотря на то, что скорость распространения света в вакууме постоянна, вне зависимости от скорости движения его источника, свет замедляется в различных средах в зависимости от их оптической плотности. Это явление, называемое электромагнитно-индуцированной прозрачностью, позволяет создать проницаемую для оптических лучей среду с необычайно большой оптической плотностью. В такой среде свет можно замедлить в миллионы раз.

Отличительной чертой замедленного света с точки зрения квантовой физики является то, что его можно использовать для передачи информации. Квантовые особенности позволяют передавать таким способом информацию полностью - никто не сможет прочитать передаваемые данные без их искажения.

Устройство, созданное группой физиков под руководством Оскара Пэйнтера (Oskar Painter) из Калифорнийского технологического института в Пасадене, представляет собой обыкновенную кремниевую пластину с отверстиями диаметром несколько десятков нанометров.

Физики охлаждали пластину до 9 градусов по шкале Кельвина, после чего освещали лазерным лучом. В ходе взаимодействия луча и пластины возникала электромагнитно-индуцированная прозрачность. Освещение отверстий вторым, дополнительным лазерным лучом заставляло их вибрировать, подобно камертону. Такие вибрации фактически представляют собой энергию второго светового луча, распространяющуюся со скоростью примерно 40 метров в секунду, и поэтому являются движением замедленного света.

"Подобные... оптомеханические процессы уже были предложены в прошлом в качестве оптического интерфейса, объединяющего между собой, например, атомные и сверхпроводящие квантовые системы", - пишут авторы в своей статье. В частности, такой подход позволит создавать гибридные квантовые вычислительные сети.