Лаборатория университета в китайском Хэфэе сообщила о создании первого прототипа устройства, использующего отдельные фотоны для хранения квантовых данных. Команда ученых из Научно-технического университета Китая в Хэфэе во главе с Дун-Шэн Дином (Dong-Sheng Ding) впервые смогла сохранить фотон в определенном кввантовом состоянии в течение короткого промежутка времени, что является первым шагом на пути к созданию квантовой памяти, сообщает Technology Review. Об этом передает ДВ-РОСС.

Записывать данные в единичный фотон ученые научились с помощью орбитального углового момента — меры измерения спиральности фотона. При этом один фотон может содержать больше одного бита информации, так как направление и степень его «закрученности» могут быть различными. В действительности количество возможных состояний фотона бесконечно, а потому теоретически может быть бесконечным объем закодированных в фотоне данных, пишет CNews.

Ученые неоднократно предпринимали попытки формирования фотонов с определенными свойствами и последующего чтения этих свойств. Однако способа хранения фотонов с определенными свойствами до сих пор никто не придумал.

Дун-Шэн Дин утверждает, что такой способ придумала его команда. Создав фотон с определенными свойствами, исследователи поместили его в облако атомов рубидия и затем, через 400 нс, извлекли его. После извлечения фотон практически полностью сохранил свою конфигурацию.

По словам ученого, их эксперимент является уникальным и в том плане, что им впервые удалось создать отдельный фотон. Для этого они использовали процесс под названием «спонтанное четырехволновое смешение». С помощью этого процесса ученые смогли наверняка установить тот факт, что в эксперименте участвовал один фотон, а не группа.

«Мы утверждаем о проведении первого в мире эксперимента по хранению единичного фотона с орбитальным угловым моментом в холодной атомной группе», — заявил Дин. Ученые считают, что их достижение может лечь в основу коммутаторов для квантовых вычислительных сетей.

Пока ученым не удалось построить такой коммутатор. Однако без коммутаторов в квантовой сети сигнал может проходить только по одному маршруту. Для того чтобы решить эту проблему на текущем этапе развития технологий, ученые из США предложили поместить в центр квантовой сети обычный коммутатор с преобразованием светового сигнала в электрический на входе и в обратном направлении — на выходе.