IT - Новые технологии

Ученым удалось остановить свет

30 января 2001 г.

Два научных коллектива добились, казалось бы, невозможного: поймали в ловушку свет и остановили его. Это достижение может привести к существенному прогрессу в области квантовых компьютеров

Эксперименты проводились в Кембридже (штат Массачусетс) двумя независимыми коллективами. Один из них возглавляет Лин Го (Lene Hau) из Гарвардского университета и Роуландовского института естественных наук; другой - Рональд Уолсворт (Ronald Walsworth) и Михаил Лукин (Mikhail Lukin) из Астрофизического центра Harvard-Smithsonian.

По словам специалиста по квантовым компьютерам профессора Массачусетского технологического института Сета Ллойда (Seth Lloyd), несколько лет назад Го удалось затормозить свет до скорости всего в 30 м/с. Теперь ученые, направив луч в камеру с газом, где свет постепенно замедлялся и терял энергию, смогли полностью его остановить, применив технологию электромагнитно-индуцируемой прозрачности. В качестве тормоза Го применял охлажденные пары натрия, тогда как группа Уолсворта использовала для этой цели газообразный рубидий (металл щелочной группы). Когда переносимая фотонами информация считывается, преобразуясь в спин атомов газа, кванты света теряют энергию. Приостановившись, они затем могут снова набрать свою обычную скорость в 300 тыс. км/с.

Достижение вызвало новую волну энтузиазма в отношении квантовых компьютеров. "Фотоны легко перемещать из одного места в другое, но "поймать" их на том конце - настоящая проблема, - комментирует Ллойд. - Добившись этого, мы получили отличный способ считывания переносимых светом битов и их записи на промежуточный носитель. Это достижение значительно продвинуло нас по пути создания более мощных квантовых компьютеров и квантового интернета".

"Элементы классических компьютеров в каждый момент времени могут хранить либо единицу, либо ноль, - говорит старший технический писатель Американского института физики Бен Штайн (Ben Stein). - Квантовые же компьютеры используют частицы, способные находиться в обоих состояниях одновременно, что позволяет им выполнять параллельно множество операций". Такие компьютеры смогут в считанные секунды подобрать ключ к самому сложному шифру и гораздо быстрее, чем сейчас, анализировать громадные базы данных.

Сегодня квантовые компьютеры могут обрабатывать данные 7- или 8-битной длины, выполняя над ними несколько тысяч операций. "Не густо, но всего пять лет назад мы имели лишь 2-битный компьютер, который мог выполнять единственную операцию, - говорит Ллойд. - Трудно сказать, когда можно будет, используя это достижение, создать еще более мощные квантовые компьютеры, но оно, несомненно, поможет в этом". По словам Ллойда, одной из сложнейших проблем квантовой вычислительной техники является передача информации от света к атомам. Научившись останавливать фотоны - так, чтобы можно было наблюдать их и управлять ими, ученые существенно облегчили эту задачу.

В MIT и Калифорнийском технологическом институте работают над созданием телекоммуникационных приложений на базе квантовой физики, таких как квантовый интернет - сеть небольших квантовых компьютеров, соединенных друг с другом волоконно-оптическими кабелями.

Отчет об экспериментах Го будет опубликован в журнале Nature, а работа Уолсворта - в Physical Review Letters.

Источник: zdnet.ru