Premieră deosebită: fizicienii au stocat și transportat lumina

O echipă de fizicieni germani a reușit să împacheteze lumina și să o despacheteze la 1,2 milimetri distanță, fără a o modifica în acest proces.

Este un concept simplu, dar extrem de dificil de realizat. Pentru a face acest lucru, echipa de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) a trebuit să răcească atomii de rubidiu-87 până la aproape zero absolut.

„Am stocat lumina punând-o într-o valiză, ca să spunem așa, doar că în cazul nostru valiza era făcută dintr-un nor de atomi reci”, a declarat Patrick Windpassinger, profesor la JGU și șef de cercetare. „Am mutat valiza pe o distanță scurtă și apoi am scos din nou lumina”, a completat acesta.

Experimentul ar putea introduce o nouă eră în calculul cuantic – în unele sisteme stocarea datelor necesită captarea și manipularea informațiilor cuantice purtate de lumină

Manipularea și stocarea controlată a informațiilor cuantice, precum și capacitatea de a le recupera sunt condiții esențiale pentru realizarea progreselor în comunicarea cuantică și pentru efectuarea operațiunilor computerizate corespunzătoare în lumea cuantică. Memoriile cuantice optice, care permit stocarea și recuperarea la cerere a informațiilor cuantice transportate de lumină, sunt esențiale pentru rețelele de comunicații cuantice scalabile.

Semnul de circulație pe care puțini șoferi români îl cunosc, dar nu trebuie ignorat când îți apare în drum

Cu ce să stropești Crăciunița ca să înflorească spectaculos toată iarna

De exemplu, ele pot reprezenta blocuri importante de repetare cuantică sau instrumente în calculul cuantic liniar. În ultimii ani, ansamblurile de atomi s-au dovedit a fi suporturi adecvate pentru stocarea și recuperarea informațiilor cuantice optice. Folosind o tehnică cunoscută sub numele de „transparență indusă electromagnetic” (EIT), impulsurile luminoase incidente pot fi prinse și mapate coerent, pentru a crea o excitație colectivă a atomilor de stocare. Deoarece procesul este în mare parte reversibil, lumina poate fi apoi recuperată din nou cu o eficiență ridicată.

„Acest lucru este foarte interesant nu numai pentru fizică în general, ci și pentru comunicarea cuantică, deoarece lumina nu este foarte ușor de „captat” și, dacă doriți să o transportați în altă parte într-un mod controlat, de obicei ajunge să se piardă”, a adăugat el.

Experimentul lor demonstrează, de asemenea, că lumina a avut doar un „efect minor asupra coerenței stocării”, după cum scrie echipa într-o lucrare publicată în revista Physical Review Letters.

Experimentul se bazează pe cercetările anterioare în care aceeași echipă a reușit să transporte atomi reci de-a lungul unei „benzi transportoare optice” produse de două fascicule de lasere. Echipa speră că cercetările lor ar putea duce într-o bună zi la stocarea de memorie bazată pe lumină – „amintiri optice de circuit” – în rețelele de comunicații cuantice.