Новая реализация эффекта бесшумного фотонного эха может лечь в основу высоконадежной квантовой памяти

Фотонное эхо

Группа исследователей из китайского Научно-технического университета и китайской Академии Наук добились успеха в реализации протокола на основе эффекта бесшумного фотонного эха (noiseless photon echo, NLPE). Уровень шумов при работе нового протокола снижен в 670 раз по сравнению со всеми другими методами и это может быть использовано для создания высоконадежной квантовой оптической памяти и квантовых коммуникационных систем, способных передавать данные на очень большие расстояния.

Эффект фотонного эха, обнаруженный американским физиком Эрвином Ханом в 1950 году, является результатом фундаментального физического взаимодействия между светом и материей. Этот эффект является мощным инструментом, позволяющим управлять электромагнитными полями, однако, возникающие спонтанные шумовые сигналы, имеющие такую же частоту, как и полезный сигнал, затрудняют или делают невозможным в некоторых случаях практическое использование данного эффекта.

Ранее ученые пытались использовать различные методы, такие, как атомарная частотная гребенка или усиление подавленного эха, это позволило увеличить значение соотношения сигнал/шум, но не позволило избавиться от шумов полностью.

В последних своих исследованиях китайские ученые реализовали эффект NLPE при помощи кристалла Eu3+:Y2SiO5, имеющего особое строение кристаллической решетки. Частички таких кристаллов выступали в роли ячеек квантовой памяти, а подавление шумов обеспечивали четырехуровневые атомарные ячейки кристаллической решетки материала, в которых выполнялась двойная перефазировка импульса света. В результате этого частота шумового сигнала смещалась на некоторую величину, и разделение полезного сигнала и шума стало намного более простым делом.

Полученные результаты показали, что уровень шума составил 0.0015 фотона, что в 670 раз меньше уровня шумов при любых других вариантах реализации фотонного эха. Это, в свою очередь, позволило в три раза поднять эффективность работы ячеек квантовой памяти, одновременно увеличив длительность хранения и надежность считывания информации.

Ключевые слова:
Фотон, Взаимодействие, Свет, Материя, Эхо, Эффект, Шум, Квантовая, Память

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Ученые МИТ разработали квантовую память, основанную на фотонике.
  • Создан новый вид квантовой памяти, обладающей рекордными показателями эффек …
  • Использование квантовой памяти позволило реализовать на практике технологию …
  • Японские исследователи создали опытные образцы энергоэффективной топологиче …
  • Ученые превратили источник квантовых шумов в кубит, способный самостоятельн …
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Компания LG установила новый рекорд по дальности передачи данных при помощи 6G-технологий
    В настоящее время идет повсеместное развертывание новых сетей сотовой связи стандарта 5G, но ученые из различных организаций уже достаточно давно занимаются разработкой коммуникационных технологий ...
    Создан первый прототип компактного квантового компьютера, предназначенного для использования в датацентрах
    Практически все квантовые компьютеры, созданные до настоящего времени, являются достаточно большими устройствами, полностью занимающими пространство выделенных для них лабораторий. Но недавно, исследователи из университета ...
    MusicLM — система ИИ от Google, которая может создавать музыку любого жанра
    Недавно специалисты подразделения компании Google, занимающиеся исследованиями в области искусственного интеллекта, опубликовали данные о новой системе под названием MusicLM, системе, способной создать музыку любого ...
    Ионы, электрохимические реакции и токи Фарадея — основа сложных вычислений, производимых при помощи капельки жидкости
    Группа исследователей из университета Осаки, Токийского университета и университета Хоккайдо разработала относительно простую систему, которая при помощи ионов, токов Фарадея и электрохимических реакций может ...
    Новая технология искусственного интеллекта позволит смартфонам и планшетам генерировать трехмерные голограммы в режиме реального времени
    Люди старшего поколения помнят различные видеоигры, основанные на голограммах, которые в 80-х годах устанавливались в различных местах в виде популярных в то время полумеханических, ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика