Фізики запрограмували атоми світлом без магнітів
Дослідники Вільнюського університету запропонували теоретичну модель, що використовує світло для попереднього «програмування» атомів без зовнішніх магнітних полів.
Дослідники з фізичного факультету Вільнюського університету запропонували теоретичну модель, яка дозволяє попередньо «програмувати» атоми світлом без застосування зовнішніх магнітних полів.
У моделі ключову роль відіграють оптичні вихрі — лазерні пучки зі спіралеподібним фронтом хвилі, в центрі яких інтенсивність падає до нуля. Розмір темної області і просторовий рисунок поля визначають топологічний заряд, що може набувати довільних цілих значень; за розрахунками авторів, це дає до 10 000 різних станів світла.
Автори розглядають взаємодію пучка з газом атомів з трьома енергетичними рівнями. Першим етапом підготовлене світло змінює локальні властивості середовища: в одних ділянках атоми сильніше поглинають випромінювання, в інших стають прозорими.
Потім починає діяти зворотний зв’язок: підготовлене атомне середовище коригує форму й поляризацію проходячого пучка. Кільцева структура перетворюється на пелюстковий візерунок із кількома яскравими ділянками біля центру, змінюється й поляризаційна структура променя.
За рахунок такої взаємодії автори показують можливість контролю векторних властивостей світла без використання зовнішніх магнітних полів.
Практичний наслідок моделі — кодування інформації не в дво станах кубіта, а в багаторівневих кюдитах. Велика кількість доступних топологічних станів теоретично може підвищити щільність кодування в квантових каналах і обчислювальних пристроях.
Серед можливих застосувань автори називають швидші квантові процесори, захищені мережі квантового зв’язку та високоточні оптичні датчики.
До цього подібний контроль поляризації та просторової структури пучків зазвичай реалізували з використанням сильних зовнішніх магнітних полів і складного обладнання. Запропонована модель зменшує потребу в таких полях, бо підготовка атомного середовища здійснюється самим світлом.
Робота має теоретичний характер: висновки базуються на розрахунках і моделюванні. Для експериментальної реалізації необхідні наступні дослідження з реальними оптичними системами та перевірка стабільності і керованості великої кількості топологічних станів у лабораторних умовах.
Розробка розглядається в контексті розвитку квантової інженерії та пошуку методів підвищення щільності і захищеності квантових каналів.
Матеріали на GNcrypto надаються виключно з інформаційною метою і не є фінансовою порадою. Ми намагаємось забезпечувати точність та актуальність даних, однак не можемо гарантувати їхню повну достовірність чи надійність. GNcrypto не несе відповідальності за можливі помилки, упущення або фінансові збитки, що можуть виникнути внаслідок використання цієї інформації. Усі дії ви здійснюєте на власний ризик. Завжди проводьте власне дослідження та звертайтесь до фахівців. Детальніше дивіться на наших сторiнках Умови, Політика конфіденційності та Дисклеймер.
Статті цього автора
