iPon Hírek

Fejlőd(get)nek a kvantummemóriák

Dátum | 2012. 05. 31.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Mint minden számítógépnek, a fotonok összefonódásán alapuló kvantumszámítógépeknek is szükségük van memóriára ahhoz, hogy működőképesek legyenek. A kvantuminformáció tárolására irányuló próbálkozások azonban mindezidáig nem bizonyultak túlságosan sikeresnek. Két fő probléma szokott felmerülni a kvantummemóriák kapcsán: vagy megbízhatatlanok, azaz a bitek jelentős része elveszik tárolás és/vagy kinyerés közben, vagy túlságosan rövid életűek ahhoz, hogy használhatóak legyenek.

A Nature Physics oldalain nemrégiben megjelent egy tanulmány, amely arról számol be, hogyan használhatók kvantummemóriaként a csapdába ejtett hideg rubídium atomok. A kvantumszámítógépes próbálkozások többségében a fotonok polarizált állapota jelképezi az információ alapegységét, vagyis kvantumbitet. Mivel a fotonok nem arról híresek, hogy egy helyben maradnának, elvándorolva pedig hajlamosak elveszni (pl. elnyelődnek), valamilyen módon tárolni kell a polarizációjukra vonatkozó információt.

Mágneses-optikai csapda rubídium atomok számára
A kísérlet során a kutatók egy mágneses-optikai csapdába zárták a rubídium atomokat, ahol annyira lelassították őket, hogy nagyjából egy helyben maradtak. Az alacsony energiaállapotú atomok közé ekkor „beengedték” a kvantumbitet hordozó fotont, amely polarizációjától függő, gerjesztett állapotba hozta az egyik atomot. Az atom megváltozott állapota ilyen esetekben nem korlátozódik önmagára, hanem „átterjed” a többi atomra is. Ez a kollektív gerjesztés a mágneses rendszerekre jellemző, és eredményeként az atomok között újfajta rendezettség, úgynevezett spinhullám alakul ki, amelynek milyensége a kiinduló foton polarizációjától függ. A tárolt információ úgy nyerhető ki, hogy egy megfelelő frekvenciájú lézersugarat irányítanak a rendszere, ennek hatására egy foton emittálódik, amelynek kvantumállapota megegyezik az eredeti foton állapotával.

A kutatók a fent leírt módszerrel az atomokban tárolt információ 71‒75 százalékát voltak képesek visszanyerni, és a memória 3,2 ezredmásodpercig volt működőképes. Ez meglehetősen kevésnek tűnhet első pillantásra, de óriási fejlődést jelent a korábbi hasonló kísérletekhez képest, amelyek vagy sokkal rövidebb ideig voltak képesek tárolni az információt (84 százalékos kinyerés, de csak 240 nanoszekundumos tárolási idő), vagy sokkal megbízhatatlanabbak voltak (ezredmásodperces tárolás, de kevesebb mint 25 százalékos adatkinyerés). A kutatók véleménye szerint mind a megbízhatóság, mind a tárolási idő tovább fokozható különböző módszerek bevetésével ‒ a következő lépésben optikai rácsba helyezik az atomokat, és növelik az irányító lézerek kontrollját ‒, így előbb-utóbb talán eljutunk a valóban használható kvantummemóriákig. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

5. benczeb90
2012.05.31. 20:57
"növelik az irányító lézerek kontrollját"

vmi fényfelbontásról lehet szó, az optikai rács miatt, de mit kell a lézerek kontrollján érteni olyan tekintetben, hogy a segítségével "előbb-utóbb talán eljutunk a valóban használható kvantummemóriákig"

thx
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. raiden
2012.05.31. 23:15
Baró' a kép DDD a többihez nem nagyon tudok hozzászólni >DDD
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. crowly
2012.06.01. 09:48
Amikor kísérletezésről van szó, mindig ilyen fényesre polírozott acél tartályokat mutogatnak amiből rengeteg cső jön ki, megy be. Mindig van rajta egy betekintő ablak is, mintha lehetne valamit látni a kvantum méretekből
Ezen a képen külön extra a kézzel készített tekercs amit kábel kötegelő fog oda az objektumhoz. A hightech tartállyal nagyon érdekes összhangot ad.

Ez a kvantum adat tárolás nagyon úgy hangzik mint amit a kvantum teleportációnál olvastam. Ott is egy fotont szednek ki az egyik atomból ami aztán bele megy a másikba és így a kettő össze fonódik. Mi lehet a lényegi különbség a kettő között? Vagy talán nincs különbség? Akkor viszont nem lesz baj, hogy össze fonják az egész mindenséget a memórián belül?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Jools
2012.06.01. 10:46
benczeb90: A "bemeneti" (vagyis a bemenő fotont szolgáltató) és a "kimeneti" sugár pontosságát akarják valahogy növelni, hogy több adat legyen visszanyerhető, és ebben a kísérletben még nem optikai ráccsal próbálkoztak, hanem valami más módszerrel, de a jövőben azzal remélik növelni a tárolási időt és a megbízhatóságot.

crowly: Gyakorlatilag tényleg ugyanarról van szó, hiszen a teleportálásnál is az információ megőrzése a lényeg, nem pedig a konkrét foton megtartása. Az számomra sem világos, hogyan működik a dolog, amikor egy kvantumbitnél többet kell tárolni, de majd megírom, ha már értem
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. benczeb90
2012.06.01. 12:55
köszi
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!