Физики разработали полностью оптические фотонные схемы для реализации квантовой памяти

Физики разработали полностью оптические фотонные схемы для реализации квантовой памяти

Сотрудники физического факультета МГУ разработали полностью оптические фотонные схемы для реализации квантовой памяти. Исследование опубликовано в журнале Optics Express и выполнено в рамках Программы развития Междисциплинарной научно-образовательной школы Московского университета «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина». Его результаты позволят отказаться от использования атомных систем и реализуют полностью оптическое управление. Разработанные схемы имеют принципиальное значение для практических приложений в области квантово-информационных технологий и могут быть уже сейчас использованы в современных устройствах.

В последнее время квантовая оптика на чипе стала одной из самых многообещающих платформ для развития квантовых технологий и квантовых вычислений. Преимущества таких схем заключаются в возможности масштабирования и перепрограммирования, что позволяет выполнять различные алгоритмы на одном устройстве. Управление такими схемами за счет нелинейности второго порядка позволяет существенно увеличить быстродействие и уменьшить потери. Однако на сегодняшний день целый ряд квантово-информационных протоколов используют также и атомные системы, в которых легко реализуются методы записи, хранения и считывания квантовой информации и другие операции, основанные на эффектах, обнаруженных именно в атомах.

«В данной статье представлен новый подход, в котором вместо атомных систем используются классические и квантовые оптические поля, распространяющиеся в связанных нелинейных волноводах, что позволяет воспроизводить многие важные физические эффекты, известные в атомной квантовой оптике. Продемонстрирована реализация явления электромагнитной индуцированной прозрачности (EIT), вынужденного рамановского адиабатического переноса населенности (STIRAP)», — рассказала автор статьи доктор физико-математических наук, профессор кафедры атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники МГУ Ольга Тихонова.

В отличие от реальных атомных систем, предлагаемый подход позволяет варьировать параметры моделируемой атомной системы в широких пределах, «конструируя» ее по своему усмотрению, и фактически является развитием перспективного направления по полностью оптическому управлению и контролю квантовых эффектов.

Главным результатом статьи является разработка полностью оптических фотонных схем, с помощью которых реализуются широкополосная квантовая память и эффективное квантовое преобразование частоты. Преимущество предложенных схем заключается в отказе от использования атомных систем и полностью оптическом управлении, что обеспечивает более простую реализацию, возможность интеграции с другими устройствами, подавление различных механизмов декогеренции, а также широкий частотный диапазон. «Важной особенностью разработки является воспроизведение квантово-оптических эффектов на основе использования классического света с простыми классическими измерениями, хотя возможна работа и в квантовом однофотонном режиме. Разработанные схемы имеют принципиальное значение для практических приложений в области квантово-информационных технологий и могут быть уже сейчас непосредственно использованы в современных устройствах», — добавила Ольга Тихонова.

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>