Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Квантова пам'ять — це квантово-механічна версія звичайної пам'яті комп'ютера. У той час як звичайна пам'ять зберігає інформацію як двійковий стан (представлений «1» і «0»), квантова пам'ять зберігає квантовий стан для подальшого пошуку. Ці стани містять корисну обчислювальну інформацію, відому як кубіти. На відміну від класичної пам'яті повсякденних комп'ютерів, стани, що зберігаються в квантовій пам'яті, можуть знаходитись у квантовій суперпозиції, що надає набагато більшу практичну гнучкість у [en], ніж класичне зберігання інформації.
Квантова пам'ять необхідна для розробки багатьох пристроїв у квантовій обробці інформації, включаючи інструмент синхронізації, який може відповідати різним процесам в квантовому комп'ютері, квантовий затвор, який підтримує ідентичність будь-якого стану, і механізм перетворення заздалегідь визначених фотонів у фотони на вимогу. Квантову пам'ять можна використовувати в багатьох аспектах, таких як квантові обчислення та квантові комунікації. Постійні дослідження та експерименти дозволили квантовій пам'яті реалізувати зберігання кубітів.
Історія
Взаємодія квантів випромінювання з множинними частинками викликало науковий інтерес з 2010-х років. Квантова пам'ять — одне з таких полів, де квантовий стан світла відображається на групу атомів, а потім йому повертають первісну форму. Квантова пам'ять є ключовим елементом в обробці інформації, наприклад, оптичних квантових обчислень та квантових комунікацій, відкриваючи при цьому новий шлях до основи взаємодії світло-атом. Однак відновлення квантового стану світла є непростим завданням. Хоча був досягнутий вражаючий прогрес, дослідники все ще працюють над цим.
Квантова пам'ять на основі квантового обміну дозволяє зберігати фотонні кубіти. Кессель і Мойсеєв обговорювали квантове зберігання в стані одиничного фотона в 1993 році. Експеримент був проаналізований в 1998 році і продемонстрований в 2003 році. Таким чином, вивчення квантового зберігання в стані одиничного фотона можна розглядати як продукт технології класичного оптичного зберігання даних, запропонованої в 1979 та 1982 рр. Не тільки це, але ідея була натхненна високою щільністю зберігання даних у середині 1970-х. Оптичного зберігання даних можна досягти, використовуючи поглиначі для поглинання різних частот світла, які потім спрямовуються до просторових точок променя і зберігаються.
Типи
Квантова пам'ять для світла
Звичайні, класичні оптичні сигнали передаються шляхом зміни амплітуди світла. У цьому випадку для зберігання інформації на лампі можна використовувати аркуш паперу або жорсткий диск комп'ютера. Однак у випадку квантової інформатики інформація може кодуватися відповідно до амплітуди та фази світла. Для деяких сигналів не можна виміряти амплітуду та фазу світла не втручаючись у сигнал. Щоб зберігати квантову інформацію, саме світло потрібно зберігати не вимірюючи. Світло для квантової пам'яті — це запис стану світла в атомну хмару. Коли світло поглинається атомами, вони можуть вводити всю інформацію про квант світла.
Твердотільна квантова пам'ять
У класичних обчисленнях пам'ять — це тривіальний ресурс, який можна відтворити в довговічному апараті пам'яті та отримати пізніше для подальшої обробки. У квантових обчисленнях це заборонено, оскільки згідно з теоремою про заборону клонування будь-який квантовий стан не може бути відтворений повністю. Отже, за відсутності [en] зберігання кубітів обмежується внутрішнім часом когерентності фізичних кубітів, що містять інформацію. Квантова пам'ять, яка перевищує задані фізичні межі зберігання кубітів, буде квантовою передачею інформації до «кубітів, що зберігаються», на які мало впливає навколишній шум та інші фактори. А потім, коли інформація потрібна, вона повертається до потрібних «кубітів, що обробляються», щоб забезпечити швидку роботу або читання.
Відкриття
Оптична квантова пам'ять зазвичай використовується для виявлення та зберігання квантового стану одиночного фотона. Однак створення такої ефективної пам'яті все ще є величезним викликом для сучасної науки. У одного фотона занадто мало енергії, тому його можна втратити на складному світловому фоні. Ці проблеми давно пригнічують рівень квантового зберігання нижче 50 %. Команда на чолі з професором Ду Шенвангом з кафедри фізики [en] та Інститут нанонауки та технології Вільяма Монга при Гонконгському університеті науки і техніки знайшов спосіб збільшити ефективність оптичної квантової пам'яті до понад 85 відсотків. Відкриття також наближає популярність квантових комп'ютерів до реальності. У той же час квантову пам'ять можна також використовувати як ретранслятор в квантовій мережі, що закладає основи квантової мережі Інтернет.
Дослідження та застосування
Квантова пам'ять є важливою складовою програм обробки квантової інформації, таких як квантова мережа, квантовий ретранслятор, лінійні оптичні квантові обчислення або квантовий зв'язок на великі відстані.
Оптичне зберігання даних є важливою темою дослідження протягом багатьох років. Найцікавішою його функцією є використання законів квантової фізики для захисту даних від крадіжки за допомогою квантових обчислень та квантової криптографії, беззастережно гарантованої безпеки зв'язку.
Вони дозволяють вводити частинки в стан суперпозиції, що означає, що вони можуть представляти кілька комбінацій одночасно. Ці частинки називаються квантовими бітами, або кубітами. З точки зору кібербезпеки важлива властивість кубітів полягає в тому, що якщо хакер намагається спостерігати за ними в дорозі, їх квантові стани руйнуються. Це означає, що хакери не можуть втручатися в мережеві дані, не залишаючи слідів. Зараз багато компаній використовують цю функцію для створення мереж, які передають високочутливі дані. Теоретично ці мережі безпечні.
Зберігання в мікрохвилях та перетворення мікрохвиль і світла
Азотно-заміщені вакансії в алмазах залучили багато досліджень завдяки своїм чудовим характеристикам в оптичних нанофотонних пристроях. У недавньому експерименті була реалізована [en] на багатопрохідному алмазному чіпі для досягнення повного фотоелектричного зондування магнітного поля. Незважаючи на ці тісно пов'язані експерименти, оптичне зберігання даних ще не впроваджено на практиці. Існуючі у азотно-заміщених вакансіях енергетичні рівні (у негативно заряджених та нейтральних азотно-заміщених вакансіях) робить можливим оптичне зберігання у азотно-заміщених вакансіях в алмазі.
Зв'язок між спіновим ансамблем азотно-заміщених вакансій та надпровідними кубітами забезпечує можливість зберігання надпровідних кубітів у мікрохвилях. Оптичний накопичувач поєднує в собі спіновий електронний стан і надпровідні квантові біти, що дозволяє азотно-заміщеним вакансіям в алмазі відігравати роль у гібридній квантовій системі взаємного перетворення когерентного світла та мікрохвиль.
Пам'ять на градієнтному відлунні
Пам'ять на градієнтному відлунні — це технологія оптичне зберігання на основі фотонного еха. Вперше ідея була продемонстрована дослідниками з Австралійського національного університету. Їх експеримент являє собою трирівневу систему на основі пари. Ця система має ефективність до 87 %.
Електромагнітно індукована прозорість
Електромагнітно індукована прозорість (ЕІП) була вперше представлена Гаррісом та його колегами в Стенфордському університеті в 1990 році. Робота показала, що коли лазерний промінь викликає квантову інтерференцію між шляхами збудження, оптична реакція атомного середовища модифікується для усунення поглинання та заломлення на резонансних частотах атомних переходів. На основі ЕІП можна досягти повільного світла, створення оптичного накопичувача та квантової пам'яті. На відміну від інших підходів, ЕІП має тривалий час зберігання і є відносно простим та недорогим для впровадження рішенням. Наприклад, електромагнітно індукована прозорість не вимагає дуже потужних променів керування, зазвичай необхідних для Раманівської квантової пам'яті, а також не вимагає використання температури рідкого гелію. Крім того, фотонне ехо може зчитувати ЕІП, тому що когерентність спіну зберігається через затримку часу імпульсу зчитування, спричинену відновленням спіну в нерівномірно розширеному носії. Хоча існують певні обмеження щодо робочої довжини хвилі, пропускної здатності та ємності мод, були розроблені методи, щоб зробити квантові пам'яті на основі ЕІП цінним інструментом у розвитку квантових телекомунікаційних систем. У 2018 році високоефективна оптична пам'ять на основі ЕІП в [en] продемонструвала 92 % ефективності зберігання та пошуку в класичному режимі з когерентними променями, і було продемонстровано 70 % ефективності зберігання та пошуку для поляризаційних кубітів, кодованих у слабких когерентних станах, що перевершує будь-який класичний орієнтир. Після цих демонстрацій кубіти з однофотонною поляризацією потім зберігали через ЕІП ансамбля холодних атомів 85Rb і зчитували з ефективністю 85 %, а заплутаність між двома елементами квантової пам'яті на основі цезію також було досягнуто із загальною ефективністю передачі близько 90 %.
Кристали, леговані рідкоземельними елементами
Взаємоперетворення квантової інформації між світлом і речовиною знаходиться у центрі уваги квантової інформатики. Досліджується взаємодія між одиничним фотоном та охолодженим кристалом, легованим рідкоземельними іонами . Кристали, леговані рідкісноземельними елементами, мають широкі перспективи застосування в області зберігання квантів, оскільки вони забезпечують унікальну систему застосування. Лі Ченфен з квантової інформаційної лабораторії Китайської академії наук розробив твердотільну квантову пам'ять і продемонстрував функцію фотонних обчислень, використовуючи час і частоту. На основі цього дослідження можна створити широкомасштабну квантову мережу, засновану на квантовому ретрансляторі, використовуючи зберігання та узгодженість квантових станів в матеріальній системі. Дослідники вперше показали кристали, леговані іонами рідкісноземельних елементів. Поєднуючи тривимірний простір з двовимірним часом і двовимірним спектром, була створена своєрідна пам'ять, яка відрізняється від звичайної. Вона має багатомодову ємність і може також використовуватися як квантовий перетворювач високої точності. Експериментальні результати показують, що у всіх цих операціях надійність тривимірного квантового стану, що несе фотон, може підтримуватися на рівні близько 89 %.
Комбінаційне (раманівське) розсіювання у твердих тілах
Діамант має дуже високий коефіцієнт раманівського посилення в режимі оптичних фононів частотою 40 ТГц і має широке вікно пропускання у видимій та ближній інфрачервоній смузі, що робить його придатним для оптичної пам'яті з дуже широкою смугою. Після раманівського розсіювання у запам'яовуючому пристрї оптичний фонон розпадається на пару фотонів через канал, а час розпаду становить 3,5 пс, що робить алмазну пам'ять непридатною для протоколу зв'язку.
Тим не менше, алмазна пам'ять дозволила провести кілька показових досліджень взаємодії світла і речовини на квантовому рівні: оптичні фонони в алмазі можуть бути використані для демонстрації випромінювання квантової пам'яті, макроскопічного переплутування, попередньо передбаченого зберігання одиничного фотона та маніпуляції частотою одиничного фотона.
Майбутній розвиток
Для квантової пам'яті квантовий зв'язок та криптографія є майбутніми напрямками досліджень. Однак існує багато викликів для побудови глобальної квантової мережі. Однією з найважливіших проблем є створення пам'яті, яка може зберігати квантову інформацію, яку несе світло. Дослідники Женевського університету у Швейцарії, що працюють із французьким CNRS, виявили новий матеріал, в якому елемент під назвою ітербій може зберігати та захищати квантову інформацію навіть на високих частотах. Це робить ітербій ідеальним кандидатом для майбутніх квантових мереж. Оскільки сигнали не можуть бути відтворені, зараз вчені вивчають, як можна зробити квантову пам'ять для того, щоб рухатися все далі і далі, захоплюючи фотони для їх синхронізації. Для цього стає важливим знайти потрібні матеріали для створення квантових спогадів. Іттербій є хорошим ізолятором і працює на високих частотах, щоб фотони могли зберігатися і швидко відновлюватися.
Див. також
Примітки
- Lvovsky AI, Sanders BC, Tittel W (December 2009). Optical quantum memory. Nature Photonics. 3 (12): 706—714. Bibcode:2009NaPho...3..706L. doi:10.1038/nphoton.2009.231. ISSN 1749-4893.
- Le Gouët JL, Moiseev S (2012). Quantum Memory. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 45 (12): 120201. doi:10.1088/0953-4075/45/12/120201.
- Ohlsson N, Kröll S, Moiseev SA (2003). Bigelow NP, Eberly JH, Stroud CR, Walmsley IA (ред.). Delayed single-photon self-interference — A double slit experiment in the time domain. Coherence and Quantum Optics VIII. Springer US: 383—384. doi:10.1007/978-1-4419-8907-9_80. ISBN .
- . photonics.anu.edu.au. Архів оригіналу за 24 Січня 2021. Процитовано 18 червня 2020.
- Freer S, Simmons S, Laucht A, Muhonen JT, Dehollain JP, Kalra R та ін. (2016). A single-atom quantum memory in silicon. Quantum Science and Technology. 2: 015009. arXiv:1608.07109. doi:10.1088/2058-9565/aa63a4.
- . Архів оригіналу за 15 Лютого 2020. Процитовано 12 травня 2019.
- . physics.ust.hk. Архів оригіналу за 15 Лютого 2020. Процитовано 12 травня 2019.
- . www.unige.ch. Архів оригіналу за 12 Травня 2019. Процитовано 12 травня 2019.
- Tittel W, Afzelius M, Chaneliere T, Cone RL, Kröll S, Moiseev SA, Sellars M (2010). Photon-echo quantum memory in solid state systems. Laser & Photonics Reviews. 4 (2): 244—267. Bibcode:2010LPRv....4..244T. doi:10.1002/lpor.200810056. ISSN 1863-8899.
- . www.picoquant.com. Архів оригіналу за 14 Січня 2021. Процитовано 12 травня 2019.
- Heshami K, England DG, Humphreys PC, Bustard PJ, Acosta VM, Nunn J, Sussman BJ (November 2016). Quantum memories: emerging applications and recent advances. Journal of Modern Optics. 63 (20): 2005—2028. doi:10.1080/09500340.2016.1148212. PMC 5020357. PMID 27695198.
- . photonics.anu.edu.au. Архів оригіналу за 11 Червня 2019. Процитовано 12 травня 2019.
- Harris SE, Field JE, Imamoglu A (March 1990). Nonlinear optical processes using electromagnetically induced transparency. Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 64 (10): 1107—1110. Bibcode:1990PhRvL..64.1107H. doi:10.1103/physrevlett.64.1107. PMID 10041301.
- Hsiao YF, Tsai PJ, Chen HS, Lin SX, Hung CC, Lee CH та ін. (May 2018). Highly Efficient Coherent Optical Memory Based on Electromagnetically Induced Transparency. Physical Review Letters. 120 (18): 183602. arXiv:1605.08519. Bibcode:2018PhRvL.120r3602H. doi:10.1103/PhysRevLett.120.183602. PMID 29775362.
- Vernaz-Gris P, Huang K, Cao M, Sheremet AS, Laurat J (January 2018). Highly-efficient quantum memory for polarization qubits in a spatially-multiplexed cold atomic ensemble. Nature Communications. 9 (1): 363. doi:10.1038/s41467-017-02775-8. PMID 29371593.
- Wang Y, Li J, Zhang S, Su K, Zhou Y, Liao K, Du S, Yan H, Zhu SL (March 2019). Efficient quantum memory for single-photon polarization qubits. Nature Photonics (англ.). 13 (5): 346—351. arXiv:2004.03123. doi:10.1038/s41566-019-0368-8.
- Cao M, Hoffet F, Qiu S, Sheremet AS, Laurat J (20 жовтня 2020). Efficient reversible entanglement transfer between light and quantum memories. Optica. 7 (10): 1440—1444. doi:10.1364/OPTICA.400695.
- . qpsa.icfo.es. Архів оригіналу за 25 Лютого 2020. Процитовано 12 травня 2019.
- Simon C, Afzelius M, Appel J, de la Giroday AB, Dewhurst SJ, Gisin N, Hu CY, Jelezko F, Kröll S (1 травня 2010). Quantum memories. The European Physical Journal D. 58 (1): 1—22. arXiv:1003.1107. doi:10.1140/epjd/e2010-00103-y. ISSN 1434-6079.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kvantova pam yat ce kvantovo mehanichna versiya zvichajnoyi pam yati komp yutera U toj chas yak zvichajna pam yat zberigaye informaciyu yak dvijkovij stan predstavlenij 1 i 0 kvantova pam yat zberigaye kvantovij stan dlya podalshogo poshuku Ci stani mistyat korisnu obchislyuvalnu informaciyu vidomu yak kubiti Na vidminu vid klasichnoyi pam yati povsyakdennih komp yuteriv stani sho zberigayutsya v kvantovij pam yati mozhut znahoditis u kvantovij superpoziciyi sho nadaye nabagato bilshu praktichnu gnuchkist u en nizh klasichne zberigannya informaciyi Kvantova pam yat neobhidna dlya rozrobki bagatoh pristroyiv u kvantovij obrobci informaciyi vklyuchayuchi instrument sinhronizaciyi yakij mozhe vidpovidati riznim procesam v kvantovomu komp yuteri kvantovij zatvor yakij pidtrimuye identichnist bud yakogo stanu i mehanizm peretvorennya zazdalegid viznachenih fotoniv u fotoni na vimogu Kvantovu pam yat mozhna vikoristovuvati v bagatoh aspektah takih yak kvantovi obchislennya ta kvantovi komunikaciyi Postijni doslidzhennya ta eksperimenti dozvolili kvantovij pam yati realizuvati zberigannya kubitiv IstoriyaVzayemodiya kvantiv viprominyuvannya z mnozhinnimi chastinkami viklikalo naukovij interes z 2010 h rokiv Kvantova pam yat odne z takih poliv de kvantovij stan svitla vidobrazhayetsya na grupu atomiv a potim jomu povertayut pervisnu formu Kvantova pam yat ye klyuchovim elementom v obrobci informaciyi napriklad optichnih kvantovih obchislen ta kvantovih komunikacij vidkrivayuchi pri comu novij shlyah do osnovi vzayemodiyi svitlo atom Odnak vidnovlennya kvantovogo stanu svitla ye neprostim zavdannyam Hocha buv dosyagnutij vrazhayuchij progres doslidniki vse she pracyuyut nad cim Kvantova pam yat na osnovi kvantovogo obminu dozvolyaye zberigati fotonni kubiti Kessel i Mojseyev obgovoryuvali kvantove zberigannya v stani odinichnogo fotona v 1993 roci Eksperiment buv proanalizovanij v 1998 roci i prodemonstrovanij v 2003 roci Takim chinom vivchennya kvantovogo zberigannya v stani odinichnogo fotona mozhna rozglyadati yak produkt tehnologiyi klasichnogo optichnogo zberigannya danih zaproponovanoyi v 1979 ta 1982 rr Ne tilki ce ale ideya bula nathnenna visokoyu shilnistyu zberigannya danih u seredini 1970 h Optichnogo zberigannya danih mozhna dosyagti vikoristovuyuchi poglinachi dlya poglinannya riznih chastot svitla yaki potim spryamovuyutsya do prostorovih tochok promenya i zberigayutsya TipiKvantova pam yat dlya svitla Zvichajni klasichni optichni signali peredayutsya shlyahom zmini amplitudi svitla U comu vipadku dlya zberigannya informaciyi na lampi mozhna vikoristovuvati arkush paperu abo zhorstkij disk komp yutera Odnak u vipadku kvantovoyi informatiki informaciya mozhe koduvatisya vidpovidno do amplitudi ta fazi svitla Dlya deyakih signaliv ne mozhna vimiryati amplitudu ta fazu svitla ne vtruchayuchis u signal Shob zberigati kvantovu informaciyu same svitlo potribno zberigati ne vimiryuyuchi Svitlo dlya kvantovoyi pam yati ce zapis stanu svitla v atomnu hmaru Koli svitlo poglinayetsya atomami voni mozhut vvoditi vsyu informaciyu pro kvant svitla Tverdotilna kvantova pam yat U klasichnih obchislennyah pam yat ce trivialnij resurs yakij mozhna vidtvoriti v dovgovichnomu aparati pam yati ta otrimati piznishe dlya podalshoyi obrobki U kvantovih obchislennyah ce zaboroneno oskilki zgidno z teoremoyu pro zaboronu klonuvannya bud yakij kvantovij stan ne mozhe buti vidtvorenij povnistyu Otzhe za vidsutnosti en zberigannya kubitiv obmezhuyetsya vnutrishnim chasom kogerentnosti fizichnih kubitiv sho mistyat informaciyu Kvantova pam yat yaka perevishuye zadani fizichni mezhi zberigannya kubitiv bude kvantovoyu peredacheyu informaciyi do kubitiv sho zberigayutsya na yaki malo vplivaye navkolishnij shum ta inshi faktori A potim koli informaciya potribna vona povertayetsya do potribnih kubitiv sho obroblyayutsya shob zabezpechiti shvidku robotu abo chitannya VidkrittyaOptichna kvantova pam yat zazvichaj vikoristovuyetsya dlya viyavlennya ta zberigannya kvantovogo stanu odinochnogo fotona Odnak stvorennya takoyi efektivnoyi pam yati vse she ye velicheznim viklikom dlya suchasnoyi nauki U odnogo fotona zanadto malo energiyi tomu jogo mozhna vtratiti na skladnomu svitlovomu foni Ci problemi davno prignichuyut riven kvantovogo zberigannya nizhche 50 Komanda na choli z profesorom Du Shenvangom z kafedri fiziki en ta Institut nanonauki ta tehnologiyi Vilyama Monga pri Gonkongskomu universiteti nauki i tehniki znajshov sposib zbilshiti efektivnist optichnoyi kvantovoyi pam yati do ponad 85 vidsotkiv Vidkrittya takozh nablizhaye populyarnist kvantovih komp yuteriv do realnosti U toj zhe chas kvantovu pam yat mozhna takozh vikoristovuvati yak retranslyator v kvantovij merezhi sho zakladaye osnovi kvantovoyi merezhi Internet Doslidzhennya ta zastosuvannyaKvantova pam yat ye vazhlivoyu skladovoyu program obrobki kvantovoyi informaciyi takih yak kvantova merezha kvantovij retranslyator linijni optichni kvantovi obchislennya abo kvantovij zv yazok na veliki vidstani Optichne zberigannya danih ye vazhlivoyu temoyu doslidzhennya protyagom bagatoh rokiv Najcikavishoyu jogo funkciyeyu ye vikoristannya zakoniv kvantovoyi fiziki dlya zahistu danih vid kradizhki za dopomogoyu kvantovih obchislen ta kvantovoyi kriptografiyi bezzasterezhno garantovanoyi bezpeki zv yazku Voni dozvolyayut vvoditi chastinki v stan superpoziciyi sho oznachaye sho voni mozhut predstavlyati kilka kombinacij odnochasno Ci chastinki nazivayutsya kvantovimi bitami abo kubitami Z tochki zoru kiberbezpeki vazhliva vlastivist kubitiv polyagaye v tomu sho yaksho haker namagayetsya sposterigati za nimi v dorozi yih kvantovi stani rujnuyutsya Ce oznachaye sho hakeri ne mozhut vtruchatisya v merezhevi dani ne zalishayuchi slidiv Zaraz bagato kompanij vikoristovuyut cyu funkciyu dlya stvorennya merezh yaki peredayut visokochutlivi dani Teoretichno ci merezhi bezpechni Zberigannya v mikrohvilyah ta peretvorennya mikrohvil i svitla Azotno zamisheni vakansiyi v almazah zaluchili bagato doslidzhen zavdyaki svoyim chudovim harakteristikam v optichnih nanofotonnih pristroyah U nedavnomu eksperimenti bula realizovana en na bagatoprohidnomu almaznomu chipi dlya dosyagnennya povnogo fotoelektrichnogo zonduvannya magnitnogo polya Nezvazhayuchi na ci tisno pov yazani eksperimenti optichne zberigannya danih she ne vprovadzheno na praktici Isnuyuchi u azotno zamishenih vakansiyah energetichni rivni u negativno zaryadzhenih ta nejtralnih azotno zamishenih vakansiyah robit mozhlivim optichne zberigannya u azotno zamishenih vakansiyah v almazi Zv yazok mizh spinovim ansamblem azotno zamishenih vakansij ta nadprovidnimi kubitami zabezpechuye mozhlivist zberigannya nadprovidnih kubitiv u mikrohvilyah Optichnij nakopichuvach poyednuye v sobi spinovij elektronnij stan i nadprovidni kvantovi biti sho dozvolyaye azotno zamishenim vakansiyam v almazi vidigravati rol u gibridnij kvantovij sistemi vzayemnogo peretvorennya kogerentnogo svitla ta mikrohvil Pam yat na gradiyentnomu vidlunni Pam yat na gradiyentnomu vidlunni ce tehnologiya optichne zberigannya na osnovi fotonnogo eha Vpershe ideya bula prodemonstrovana doslidnikami z Avstralijskogo nacionalnogo universitetu Yih eksperiment yavlyaye soboyu tririvnevu sistemu na osnovi pari Cya sistema maye efektivnist do 87 Elektromagnitno indukovana prozorist Dokladnishe en Elektromagnitno indukovana prozorist EIP bula vpershe predstavlena Garrisom ta jogo kolegami v Stenfordskomu universiteti v 1990 roci Robota pokazala sho koli lazernij promin viklikaye kvantovu interferenciyu mizh shlyahami zbudzhennya optichna reakciya atomnogo seredovisha modifikuyetsya dlya usunennya poglinannya ta zalomlennya na rezonansnih chastotah atomnih perehodiv Na osnovi EIP mozhna dosyagti povilnogo svitla stvorennya optichnogo nakopichuvacha ta kvantovoyi pam yati Na vidminu vid inshih pidhodiv EIP maye trivalij chas zberigannya i ye vidnosno prostim ta nedorogim dlya vprovadzhennya rishennyam Napriklad elektromagnitno indukovana prozorist ne vimagaye duzhe potuzhnih promeniv keruvannya zazvichaj neobhidnih dlya Ramanivskoyi kvantovoyi pam yati a takozh ne vimagaye vikoristannya temperaturi ridkogo geliyu Krim togo fotonne eho mozhe zchituvati EIP tomu sho kogerentnist spinu zberigayetsya cherez zatrimku chasu impulsu zchituvannya sprichinenu vidnovlennyam spinu v nerivnomirno rozshirenomu nosiyi Hocha isnuyut pevni obmezhennya shodo robochoyi dovzhini hvili propusknoyi zdatnosti ta yemnosti mod buli rozrobleni metodi shob zrobiti kvantovi pam yati na osnovi EIP cinnim instrumentom u rozvitku kvantovih telekomunikacijnih sistem U 2018 roci visokoefektivna optichna pam yat na osnovi EIP v en prodemonstruvala 92 efektivnosti zberigannya ta poshuku v klasichnomu rezhimi z kogerentnimi promenyami i bulo prodemonstrovano 70 efektivnosti zberigannya ta poshuku dlya polyarizacijnih kubitiv kodovanih u slabkih kogerentnih stanah sho perevershuye bud yakij klasichnij oriyentir Pislya cih demonstracij kubiti z odnofotonnoyu polyarizaciyeyu potim zberigali cherez EIP ansamblya holodnih atomiv 85Rb i zchituvali z efektivnistyu 85 a zaplutanist mizh dvoma elementami kvantovoyi pam yati na osnovi ceziyu takozh bulo dosyagnuto iz zagalnoyu efektivnistyu peredachi blizko 90 Kristali legovani ridkozemelnimi elementami Vzayemoperetvorennya kvantovoyi informaciyi mizh svitlom i rechovinoyu znahoditsya u centri uvagi kvantovoyi informatiki Doslidzhuyetsya vzayemodiya mizh odinichnim fotonom ta oholodzhenim kristalom legovanim ridkozemelnimi ionami Kristali legovani ridkisnozemelnimi elementami mayut shiroki perspektivi zastosuvannya v oblasti zberigannya kvantiv oskilki voni zabezpechuyut unikalnu sistemu zastosuvannya Li Chenfen z kvantovoyi informacijnoyi laboratoriyi Kitajskoyi akademiyi nauk rozrobiv tverdotilnu kvantovu pam yat i prodemonstruvav funkciyu fotonnih obchislen vikoristovuyuchi chas i chastotu Na osnovi cogo doslidzhennya mozhna stvoriti shirokomasshtabnu kvantovu merezhu zasnovanu na kvantovomu retranslyatori vikoristovuyuchi zberigannya ta uzgodzhenist kvantovih staniv v materialnij sistemi Doslidniki vpershe pokazali kristali legovani ionami ridkisnozemelnih elementiv Poyednuyuchi trivimirnij prostir z dvovimirnim chasom i dvovimirnim spektrom bula stvorena svoyeridna pam yat yaka vidriznyayetsya vid zvichajnoyi Vona maye bagatomodovu yemnist i mozhe takozh vikoristovuvatisya yak kvantovij peretvoryuvach visokoyi tochnosti Eksperimentalni rezultati pokazuyut sho u vsih cih operaciyah nadijnist trivimirnogo kvantovogo stanu sho nese foton mozhe pidtrimuvatisya na rivni blizko 89 Kombinacijne ramanivske rozsiyuvannya u tverdih tilah Diamant maye duzhe visokij koeficiyent ramanivskogo posilennya v rezhimi optichnih fononiv chastotoyu 40 TGc i maye shiroke vikno propuskannya u vidimij ta blizhnij infrachervonij smuzi sho robit jogo pridatnim dlya optichnoyi pam yati z duzhe shirokoyu smugoyu Pislya ramanivskogo rozsiyuvannya u zapam yaovuyuchomu pristryi optichnij fonon rozpadayetsya na paru fotoniv cherez kanal a chas rozpadu stanovit 3 5 ps sho robit almaznu pam yat nepridatnoyu dlya protokolu zv yazku Tim ne menshe almazna pam yat dozvolila provesti kilka pokazovih doslidzhen vzayemodiyi svitla i rechovini na kvantovomu rivni optichni fononi v almazi mozhut buti vikoristani dlya demonstraciyi viprominyuvannya kvantovoyi pam yati makroskopichnogo pereplutuvannya poperedno peredbachenogo zberigannya odinichnogo fotona ta manipulyaciyi chastotoyu odinichnogo fotona Majbutnij rozvitokDlya kvantovoyi pam yati kvantovij zv yazok ta kriptografiya ye majbutnimi napryamkami doslidzhen Odnak isnuye bagato viklikiv dlya pobudovi globalnoyi kvantovoyi merezhi Odniyeyu z najvazhlivishih problem ye stvorennya pam yati yaka mozhe zberigati kvantovu informaciyu yaku nese svitlo Doslidniki Zhenevskogo universitetu u Shvejcariyi sho pracyuyut iz francuzkim CNRS viyavili novij material v yakomu element pid nazvoyu iterbij mozhe zberigati ta zahishati kvantovu informaciyu navit na visokih chastotah Ce robit iterbij idealnim kandidatom dlya majbutnih kvantovih merezh Oskilki signali ne mozhut buti vidtvoreni zaraz vcheni vivchayut yak mozhna zrobiti kvantovu pam yat dlya togo shob ruhatisya vse dali i dali zahoplyuyuchi fotoni dlya yih sinhronizaciyi Dlya cogo staye vazhlivim znajti potribni materiali dlya stvorennya kvantovih spogadiv Itterbij ye horoshim izolyatorom i pracyuye na visokih chastotah shob fotoni mogli zberigatisya i shvidko vidnovlyuvatisya Div takozhKvant KubitPrimitkiLvovsky AI Sanders BC Tittel W December 2009 Optical quantum memory Nature Photonics 3 12 706 714 Bibcode 2009NaPho 3 706L doi 10 1038 nphoton 2009 231 ISSN 1749 4893 Le Gouet JL Moiseev S 2012 Quantum Memory Journal of Physics B Atomic Molecular and Optical Physics 45 12 120201 doi 10 1088 0953 4075 45 12 120201 Ohlsson N Kroll S Moiseev SA 2003 Bigelow NP Eberly JH Stroud CR Walmsley IA red Delayed single photon self interference A double slit experiment in the time domain Coherence and Quantum Optics VIII Springer US 383 384 doi 10 1007 978 1 4419 8907 9 80 ISBN 9781441989079 photonics anu edu au Arhiv originalu za 24 Sichnya 2021 Procitovano 18 chervnya 2020 Freer S Simmons S Laucht A Muhonen JT Dehollain JP Kalra R ta in 2016 A single atom quantum memory in silicon Quantum Science and Technology 2 015009 arXiv 1608 07109 doi 10 1088 2058 9565 aa63a4 Arhiv originalu za 15 Lyutogo 2020 Procitovano 12 travnya 2019 physics ust hk Arhiv originalu za 15 Lyutogo 2020 Procitovano 12 travnya 2019 www unige ch Arhiv originalu za 12 Travnya 2019 Procitovano 12 travnya 2019 Tittel W Afzelius M Chaneliere T Cone RL Kroll S Moiseev SA Sellars M 2010 Photon echo quantum memory in solid state systems Laser amp Photonics Reviews 4 2 244 267 Bibcode 2010LPRv 4 244T doi 10 1002 lpor 200810056 ISSN 1863 8899 www picoquant com Arhiv originalu za 14 Sichnya 2021 Procitovano 12 travnya 2019 Heshami K England DG Humphreys PC Bustard PJ Acosta VM Nunn J Sussman BJ November 2016 Quantum memories emerging applications and recent advances Journal of Modern Optics 63 20 2005 2028 doi 10 1080 09500340 2016 1148212 PMC 5020357 PMID 27695198 photonics anu edu au Arhiv originalu za 11 Chervnya 2019 Procitovano 12 travnya 2019 Harris SE Field JE Imamoglu A March 1990 Nonlinear optical processes using electromagnetically induced transparency Physical Review Letters American Physical Society APS 64 10 1107 1110 Bibcode 1990PhRvL 64 1107H doi 10 1103 physrevlett 64 1107 PMID 10041301 Hsiao YF Tsai PJ Chen HS Lin SX Hung CC Lee CH ta in May 2018 Highly Efficient Coherent Optical Memory Based on Electromagnetically Induced Transparency Physical Review Letters 120 18 183602 arXiv 1605 08519 Bibcode 2018PhRvL 120r3602H doi 10 1103 PhysRevLett 120 183602 PMID 29775362 Vernaz Gris P Huang K Cao M Sheremet AS Laurat J January 2018 Highly efficient quantum memory for polarization qubits in a spatially multiplexed cold atomic ensemble Nature Communications 9 1 363 doi 10 1038 s41467 017 02775 8 PMID 29371593 Wang Y Li J Zhang S Su K Zhou Y Liao K Du S Yan H Zhu SL March 2019 Efficient quantum memory for single photon polarization qubits Nature Photonics angl 13 5 346 351 arXiv 2004 03123 doi 10 1038 s41566 019 0368 8 Cao M Hoffet F Qiu S Sheremet AS Laurat J 20 zhovtnya 2020 Efficient reversible entanglement transfer between light and quantum memories Optica 7 10 1440 1444 doi 10 1364 OPTICA 400695 qpsa icfo es Arhiv originalu za 25 Lyutogo 2020 Procitovano 12 travnya 2019 Simon C Afzelius M Appel J de la Giroday AB Dewhurst SJ Gisin N Hu CY Jelezko F Kroll S 1 travnya 2010 Quantum memories The European Physical Journal D 58 1 1 22 arXiv 1003 1107 doi 10 1140 epjd e2010 00103 y ISSN 1434 6079