США: ученые клонируют фотоны
|
|
В компьютерах завтрашнего дня единицы информации можно будет кодировать частицами света. Но простейшая световая квантовая микросхема будет работать только если каждый фотон будет идентичен другим. Теперь группа физиков нашла способ получать почти неотличимые друг от друга фотоны из крошечного кусочка твердого вещества.
|
|
При существовании выбора фотоны склонны принимать одно и то же квантовое состояние. Эта странная согласованность может когда-нибудь лечь в основу работы сверхбыстрых квантовых компьютеров, в которых по оптическим контурам движутся отдельные фотоны. Работа этих компьютеров основывается на одном из постулатов квантовой механики, согласно которому фотон может быть поляризован в двух разных направлениях одновременно или же каким то иным способом приведен в два разных состояния. Это означает, что каждый фотон может служить "кубитом", который одновременно обладает значением 0 и 1. Кубиты позволят квантовым компьютерам оперировать множеством чисел одновременно, а не последовательно. Но для практического осуществления этой идеи существует одно препятствие – необходим источник фотонов, обладающих идентичными квантовыми свойствами. А этого ученые до сих пор добиться не смогли.
|
|
Выход нашли Чарльз Сантори, Йошихиса Ямамоко и их коллеги из Стэнфордского университета. Они внедрили крапинки арсенида индия всего несколько нанометров в диаметре в столбики высотой 5 микрон, состоящие из перемежающихся слоев арсенида галлия и арсенида индия. Слои над и под точкой служили зеркалами для любого света, попадающего между ними. Затем исследователи послали в столбик лазерную вспышку, и свет возбудил только один электрон в точке, заставив точку выпустить один фотон. Поскольку этот фотон должен был обладать определенными характеристиками, чтобы скакать взад-вперед между зеркалами и появиться из вершины столбика, каждый фотон появлялся с теми же свойствами, как и предыдущий.
|
|
Чтобы доказать это, исследователи последовательно двумя фотонами обстреляли с двух сторон частично отражающее зеркало так, чтобы к поверхности зеркала они попали одновременно. Одна из частиц отразилась от зеркала, другая прошла сквозь него, так что обе почти всегда оказывались движущимися в одном направлении. То есть они оказывались в одном квантовом состоянии, что может произойти только если они практически неразличимы.
|
|
|
Аккумулятор Новостей, 15.10.2002
|
Источник: КМ-Новости
|