Nowe badanie: przechowywanie informacji kwantowej w zakresie rentgenowskim otwiera nowe możliwości technologiczne.

WarsawZespół badaczy z różnych instytucji, w tym z Texas A&M University oraz Helmholtz Institute Jena, odkrył nową metodę przechowywania i uwalniania impulsów rentgenowskich na poziomie pojedynczego fotonu. To odkrycie, opublikowane w Science Advances, może prowadzić do znaczących postępów w dziedzinie sieci kwantowych i obliczeń z wykorzystaniem fotonów rentgenowskich.

Pamięci kwantowe zazwyczaj korzystają z optycznych fotonów i grup atomów. Jednakże, dr Olga Kocharovskaya i jej zespół odkryli, że użycie grup jąder zamiast atomów może wydłużyć czas przechowywania pamięci. Działa to dobrze nawet w ciałach stałych w temperaturze pokojowej. Dłuższy czas przechowywania wynika z faktu, że przejścia jądrowe są mniej podatne na wpływ pól zewnętrznych z powodu małych rozmiarów jąder.

Nowy protokół zespołu obejmuje:

• Wykorzystanie ruchomych pochłaniaczy jądrowych do tworzenia grzebienia częstotliwości w widmie absorpcyjnym.
• Dopasowanie krótkiego impulsu do widma tego grzebienia celem absorpcji przez cele jądrowe.
• Ponowne emisja impulsu z opóźnieniem spowodowanym przez odwrotny efekt Dopplera.

Koncepcja opiera się na zmianie częstotliwości spowodowanej ruchem, co umożliwia wyrównanie różnych części częstotliwości. Aby to osiągnąć, wykorzystano układ z jednym nieruchomym pochłaniaczem i sześcioma ruchomymi pochłaniaczami, co stworzyło siedmioczęściowy wzór częstotliwości.

Zobacz również:

Dzisiaj · 11:32

Spowolnienie ruchu białek w chorobach przewlekłych otwiera nowe ścieżki leczenia

Ta metoda może skutkować powstaniem silnych i trwałych pamięci kwantowych. Wykorzystanie koherencji jądrowej umożliwia dłuższy czas przechowywania, ponieważ bardziej stabilne izomery jądrowe mogą być używane bardziej efektywnie. Co więcej, ten protokół potrafi utrzymać informację na poziomie pojedynczego fotonu, co świadczy o tym, że jest wiarygodnym systemem pamięci kwantowej w zakresie promieniowania rentgenowskiego.

Możliwości są ogromne. Rozszerzenie zastosowania technologii kwantowych na krótkie fale jest obiecujące, ponieważ poprzez uśrednianie fluktuacji w wielu cyklach wysokiej częstotliwości zmniejsza poziom szumów. Może to prowadzić do bardziej precyzyjnych i niezawodnych systemów przetwarzania informacji kwantowej.

Kolejnymi krokami dla zespołu są umożliwienie uwalniania przechowywanych pakietów fal fotonów na żądanie oraz tworzenie połączeń między różnymi twardymi fotonami rentgenowskimi. Takie połączenia, znane jako splecenie, są kluczowe dla przetwarzania informacji w obliczeniach kwantowych. Badania te mogą znacząco wpłynąć na rozwój przyszłych komputerów i sieci kwantowych.

Sukces zespołu w prezentacji swojej pracy otwiera nowe możliwości w optyce kwantowej przy użyciu energii rentgenowskich. Ich elastyczne i niezawodne rozwiązanie może odegrać kluczową rolę w rozwoju technologii kwantowych, wykorzystując unikalne właściwości fotonów rentgenowskich do osiągnięcia znaczących postępów w tej dziedzinie.