Νέα μέθοδο για την αύξηση της αποθήκευσης της κβαντικής πληροφορίας επέδειξαν ερευνητές

Ο Kevin Cox στο Ερευνητικό Εργαστήριο του Στρατού των Η.Π., στο Maryland, οραματίζονται ένα κβαντικό δίκτυο στο οποίο η κβαντική πληροφορία είναι «ζωγραφισμένη» πάνω σε ένα «καμβά» ατόμων, μάλλον, παρά καταγεγραμμένος σε μια συστοιχία μεμονωμένων qubits. Αυτός και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν να δημιουργήσουν μια πλατφόρμα για την αποθήκευση κβαντικές διεγέρσεις με τη μορφή μοτίβων κυμάτων σπιν σε ένα σύνολο ατόμων που συγκρατούνται σε μια οπτική κοιλότητα. Η ομάδα, πλέον, έχει επιδείξει την τεχνική της αποθηκεύοντας τέσσερα ανεξάρτητα κύματα σπιν με αυτό τον τρόπο.

Οι ικανότητες αποθήκευσης της πληροφορίας των κλασικών υπολογιστών παραδοσιακά αυξάνεται με αύξηση του αριθμού των bits που περιέχουν. Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν επίσης να διευρύνονται qubit με qubit, όμως η κβαντική υπέρθεση – η οποία επιτρέπει την ταυτόχρονη αποτύπωση πολλαπλών κβαντικών διεγέρσεων σε μια απλή ομάδα ατόμων – επιτρέπει τη χρήση άλλων δυνατοτήτων. Μια από αυτές περιλαμβάνει την εγγραφή πληροφορίας ως μοτίβα και συνδέσεις σε ένα ευρύ δίκτυο, με ένα τρόπο που μοιάζει με το πώς η πληροφορία αποθηκεύεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Το αποκαλούμενο σύνθετο κύμα σπιν – όπου ένα σύνολο ατόμων διεγείρεται με σύμφωνο φως – προσφέρει ένα δρόμο να επιτευχθεί αυτός ο στόχος.

Στην εργασία τους, ο Cox και οι συνεργάτες του «αποτυπώνουν» ένα σύνολο ενός εκατομμυρίου ατόμων με ένα κύμα σπιν – ένα ρεύμα πληροφορίας που αποθηκεύεται στο μοτίβο κβαντικής φάσης μιας ομάδας σπιν – διεγείροντας τα άτομα με δυο δέσμες λέιζερ. Συντονίζοντας τη γωνία και τη φάση των δεσμών λέιζερ τη μια σε σχέση με την άλλη, οι ερευνητές έλεγξαν το μοτίβο του κύματος σπιν που δημιούργησαν. Η ομάδα έδειξε ότι θα μπορούσε να ταιριάξει τέσσερα διαφορετικά κύματα σπιν σε μια κοιλότητα όμως αναφέρει ότι με βελτιώσεις στην τεχνική, θα μπορούσε να αποθηκεύσει μέχρι και 1000 ανεξάρτητα κύματα σπιν.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Spin-Wave Multiplexed Atom-Cavity Electrodynamics. Physical Review Letters.