Fysikere opbevarer kort film i en sky af gas

En af de muliggørende teknologier for et kvanteinternet er evnen til at gemme og hente kvanteinformation på en pålidelig og gentagelig måde.

En af de mere lovende måder at gøre dette på involverer fotoner og små skyer af rubidiumgas. Rubidium-atomer har en interessant egenskab ved, at et magnetfelt får deres elektroniske energiniveauer til at splitte, hvilket skaber et væld af nye niveauer. Når feltet slukkes, returneres atomerne til deres normale tilstand.

Så en måde at lagre fotoner på, og den kvanteinformation, de bærer på, er at sende dem ind i en sky af rubidiumatomer og tænde for magnetfeltet. Hvis fotonerne har en bølgelængde, der absorberes af de nye elektroniske niveauer i gassen, bliver de fanget i den.

Så længe feltet forbliver på, dvs. Sluk for feltet, og atomerne tvinges til at udsende fotonerne, så den information, de har, kan hentes.

Det antyder umiddelbart en måde at bygge en kvantehukommelse på.

Faktisk har forskellige teams brugt de sidste par år på at teste denne teknik og andre relateret til den. Resultaterne har været imponerende. De kan lagre ikke kun enkelte fotoner, men hele billeder, som de sender ind i gassen ved at placere en billedmaske over strålen.

Opbevaringen varer i snesevis af mikrosekunder, og billederne kan hentes frem med en nøjagtighed, der nærmer sig 90 pct. (Opbevaringens varighed er begrænset af bevægelsen af ​​atomerne i gassen, som slører billederne over tid.)

I dag går Quentin Glorieux og venner ved National Institute of Standards and Technology i Maryland et skridt videre. Disse fyre har brugt præcis denne teknik til at gemme to billeder på samme tid. Det er helt klart en meget kort film, men det vigtige er, at det er en proof-of-princip demonstration af teknikken.

Billederne er bogstavet T og bogstavet N, og billedsekvensen ovenfor viser, at billederne frigives fra gassen, som optaget af et højhastighedskamera i 100 nanosekunders billeder. Vi har vist, at flere billeder kan lagres og hentes på forskellige tidspunkter, hvilket tillader lagring af en kort film i en atomhukommelse, siger Glorieux og co.

Interessant nok er billederne frigivet på sidste ind, først ud basis, så denne film kører baglæns.

Det er en imponerende bedrift. Indtil nu har sekvenser af billeder kun været lagret på samme tid i solid state-medier, såsom holografiske minder. Disse ser ud til at have et imponerende potentiale som kvantehukommelsesenheder.

Men det ser ud til, at rubidium-gasskyer vil give hologrammer et løb for pengene i dette løb.

Ref: arxiv.org/abs/1205.1495 : Temporalt multiplekset lagring af billeder i en gradientekkohukommelse

skjule