Просмотр по

Однофотонная память в алмазе работает при комнатной температуре

Однофотонная память в алмазе работает при комнатной температуре

Недавно, физики из Канадского Национального Совета по Исследованиям (National Research Council of Canada) и Института квантовых вычислений при Университете Ватерлоо продемонстрировали запись и извлечение одиночных фотонов терагерцевой частоты из квантовой памяти, реализованной в фононных оптических модах кристалла алмаза.

Как сообщается в статье Physical Review Letters, размеры такого устройства составляют лишь несколько миллиметров, оно характеризуется высоким быстродействием и возможностями настройки. Кроме того, такая память не нуждается в оптической подготовке перед записью и, благодаря большой энергии оптического фонона в алмазе, работает при комнатных температурах с достаточно малым шумом (ниже квантового уровня).

Как отметил один из авторов, профессор Бенджамин Сассман (Benjamin J. Sussman), использование одиночных фотонов открывает новые возможности для квантовых измерений и коммуникаций. Однако фоновый шум способен легко скрывать индивидуальные фотоны. Вдобавок, для их получения применяют стохастический процесс квантовой оптики под названием спонтанное параметрическое рассеяние (СПР), который работает вероятностно, а не по требованию.

«Мы должны дожидаться успеха и затем выполнять эксперимент, то есть в большинстве случаев эксперимент заканчивается неудачно, — пояснил Сассман. — Квантовая память очень интересна, потому что может действовать как буфер фотонов, превращая вероятностный процесс в детерминистический».

Система, описанная в статье, имеет еще одно важное преимущество по сравнению с прежними реализациями оптической квантовой памяти. «Мы получили память с шириной полосы больше, чем у фотонного источника, — говорит Сассман. — Ширина записанного импульса ограничена только энергией фонона с частотой 40 ТГц». Однако в данном исследовании возможности оборудования позволяли экспериментировать лишь с более длинными импульсами записи, частотой до 2 ТГц.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *