Výskumníkom z University of Basel sa podarilo vytvoriť prvok kvantovej pamäte na základe atómov v drobnom sklenenom pamäťovom článku.
Dnes si život bez internetu a mobilných sietí nedokážeme predstaviť. Výskumníci veria, že v budúcnosti budú rovnaké siete existovať aj v kvantovom svete. Tieto siete by komunikáciu šifrovali pomocou kvantovej kryptografie, čím by sa stali odolné voči akýmkoľvek pokusom o napadnutie. Rovnako ako bežné siete, aj kvantové siete si vyžadujú pamäťové články, ktoré by dokázali dočasne uložiť informáciu a poslať ju tam, kam sa potrebuje dostať.
V rámci nového výskumu sa vedcom podarilo takýto pamäťový prvok vyrobiť. Zaujímavé je, že ich zariadenie je pripravené na masovú výrobu.
Fotóny, častice svetla, sú ideálne na prenos kvantovej informácie. Dnes ich používame na posielanie informácie cez optický kábel, satelity a v tomto prípade ich vedci použili na poslanie informácie do kvantového pamäťového prvku. Po prvýkrát dokázali funkčnosť tejto technológie pred dvoma rokmi. V predchádzajúcej štúdii vedci použili atómy rubídia v sklenenom článku na uloženie informácie. Problémom bolo, že tento sklenený článok bol vyrobený ručne a mal veľkosť niekoľkých centimetrov.
“Ak chceme túto technológiu využívať v každodennom živote, články musia byť menšie a musíme ich vedieť vyrobiť masovo,” vysvetlil doktor Roberto Mottola, jeden z autorov výskumu.
Kvantová pamäť pripravená na masovú výrobu?
Pre výrobu menšieho článku museli vedci uplatniť niekoľko trikov. Aby dosiahli dostatočný počet atómov rubídia v menšom článku, museli ho zahriať na 100 stupňov Celzia, aby zvýšili tlak pary. Zároveň ale atómy vystavili magnetickému poľu o sile 1 Tesla, čo je viac ako desaťtisíc násobok sily magnetického poľa Zeme. Tieto procesy zmenili energiu atómov spôsobom, ktorý umožnil kvantové ukladanie fotónov pomocou ďalšieho laserového lúča. Táto metóda umožnila vedcom uložiť fotóny do článku na dobu 100 nanosekúnd.
“Týmto spôsobom sa nám po prvýkrát podarilo vybudovať miniatúrnu kvantovú pamäť pre fotóny,” tvrdí vedúci štúdie, Philipp Treutlein.
Tento experiment vedci vykonali pomocou špeciálnych laserových pulzov. Autori vysvetľujú, že v budúcnosti by chceli vykonať experiment, v rámci ktorého by v miniatúrnych článkoch uložili jednotlivé fotóny. Na dosiahnutie tohto cieľa sa však vyžaduje ešte kus práce. Autori štúdie priznávajú, že ich sklenený miniatúrny článok potrebujú ešte optimalizovať. Po optimalizácii skleneného článku by však mali dokázať v ňom udržať fotóny o niečo dlhšie.
Ďalšie experimenty nepochybne prinesú lepšie výsledky a dlhší čas udržania fotónov v sklenenom článku. Cieľom podobných výskumov je udržať fotóny v ich kvantovom skupenstve, teda v takzvanej superpozícii. Najväčšou výhodou kvantových počítačov a sietí je oproti “bežným” zariadeniam práve kvantová superpozícia. Bežný počítač vie pracovať v binárnej sústave jednotiek a núl. Kvantové zariadenia však majú tretí stav, v ktorom sú zároveň aj jednotkou aj nulou. Tento stav sa nazýva superpozícia.
