İşıq təkcə klassik kommunikasiya texnologiyaları üçün deyil, həm də kvant şəbəkəsi və hesablama kimi kvant tətbiqləri üçün getdikcə daha çox istifadə olunan əla məlumat daşıyıcısıdır. Bununla belə, işıq siqnallarının işlənməsi ümumi elektron siqnallarla işləməkdən daha mürəkkəbdir.

Texas A&M Universitetinin Fizika və Astronomiya Departamentinin görkəmli professoru, doktor Olqa Koçarovskayanın da daxil olduğu beynəlxalq tədqiqatçılar qrupu rentgen impulslarının vahid foton səviyyəsində saxlanması və buraxılmasının yeni üsulunu nümayiş etdirib. Koçarovskaya qrupunun əvvəlki nəzəri işi – gələcək rentgen kvant texnologiyalarına tətbiq edilə bilər.

Helmholtz İnstitutunun Jena professoru Dr. Ralf Röhlsbergerin rəhbərlik etdiyi və Hamburqdakı Alman Elektron Sinxrotonunda (DESY) və Fransadakı Avropa Sinxrotron Radiasiya Qurğununda PETRA III sinxrotron mənbələrindən istifadə etməklə həyata keçirilən komandanın işi, kvant yaddaşının ilk dəfə reallaşması ilə nəticələndi. sərt rentgen diapazonu.

Onların tapıntıları Science Advances jurnalında dərc olunub .

Texas A&M Kvant Elmi və Mühəndisliyi İnstitutunun üzvü Koçarovskaya deyib: “Kvant yaddaşı kvant şəbəkəsinin əvəzedilməz elementidir, kvant məlumatının saxlanmasını və axtarışını təmin edir”.

“Fotolar kvant məlumatının sürətli və möhkəm daşıyıcısıdır, lakin bu məlumat sonradan lazım olarsa, onları stasionar saxlamaq çətindir. Bunun əlverişli yolu bu məlumatı formada kvazistasionar mühitə çap etməkdir. qütbləşmə və ya spin dalğasının uzun bir ardıcıllıq müddəti ilə və orijinal fotonların təkrar emissiyası ilə geri buraxılması.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1723411287&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-quantum-memory-notoriously-difficult-ray.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy44OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjg5Il1dLDBd&dt=1723409779029&bpp=2&bdt=343&idt=280&shv=r20240807&mjsv=m202408060101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723411029%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723411029%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=4470244493314&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1960&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31085989%2C95332586%2C95334524%2C95334830%2C95337869%2C95339230%2C95336266%2C21065725%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=2107410720765740&tmod=599947432&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Koçarovskaya deyir ki, kvant yaddaşları üçün bir neçə protokol yaradılıb, lakin onlar optik fotonlar və atom ansamblları ilə məhdudlaşır. Atom ansambllarından daha çox nüvədən istifadə edərək, o, əlavə edir, hətta yüksək bərk cisim sıxlıqlarında və otaq temperaturunda əldə edilə bilən daha uzun yaddaş vaxtları təmin edir.

Bu uzun yaddaş vaxtları kiçik nüvə ölçüləri sayəsində nüvə keçidlərinin xarici sahələr tərəfindən pozulmalara həssaslığının aşağı olmasının birbaşa nəticəsidir. Yüksək tezlikli fotonların sıx fokuslanması ilə birlikdə bu cür yanaşmalar uzunömürlü geniş zolaqlı kompakt bərk hallı kvant yaddaşlarının inkişafına səbəb ola bilər.

“Optik/atomun rentgen/nüvə protokollarına birbaşa uzadılması çətin və ya qeyri-mümkün olduğunu sübut edir” deyə eksperimentdə iştirak edən və komandanın məqaləsinin həmmüəllifi olan Koçarovskaya qrupunun postdoktoral tədqiqatçısı Dr. Xiwen Zhang izah edir. “Beləliklə, əvvəlki işimizdə yeni protokol təklif edilmişdi”.

Zhang-a görə, komandanın yeni protokolunun arxasında duran ideya ən azı kvant əsasları baxımından çox sadədir. Əsasən, hərəkət edən nüvə absorberlər dəsti hərəkətin yaratdığı Doppler tezliyinin dəyişməsi səbəbindən udma spektrində tezlik darağı əmələ gətirir.

Bu cür nüvə hədəfləri dəsti tərəfindən udulmuş tarağa uyğun spektrə malik qısa impuls müxtəlif spektral komponentlər arasında konstruktiv müdaxilə nəticəsində tərs Doppler sürüşməsi ilə müəyyən edilmiş gecikmə ilə yenidən buraxılacaq.

“Bu ideya bir stasionar və altı sinxron hərəkət edən uducudan ibarət olan hazırkı təcrübəmizdə uğurla həyata keçirildi və yeddi dişli tezlik darağını meydana gətirdi” deyə Zhang əlavə etdi.

Zhang deyir ki, nüvə koherentinin ömrü bu tip kvant yaddaşı üçün maksimum saxlama müddətini təyin edən məhdudlaşdırıcı amildir. Məsələn, komandanın hazırkı tədqiqatları üçün seçdiyi dəmir 57 izotopundan daha uzun ömürlü izomerlərin istifadəsi yaddaşın daha uzun müddətə qalması ilə nəticələnəcək.

Bundan asılı olmayaraq, o qeyd edir ki, məlumatı itirmədən tək foton səviyyəsində işləmək nüvə tezliyi tarağı protokolunu kvant yaddaşı kimi xarakterizə edir ki, bu da rentgen enerjiləri üçün bir ilkdir.

Komanda tərəfindən planlaşdırılan növbəti addımlar, kvant məlumatlarının emalı üçün əsas resurs olan müxtəlif sərt rentgen fotonları arasında dolaşıqlığın həyata keçirilməsinə səbəb ola biləcək saxlanılan foton dalğa paketlərinin tələb əsasında buraxılmasını əhatə edir.

Komandanın tədqiqatı həmçinin optik kvant texnologiyalarının çoxlu sayda yüksək tezlikli salınımlar üzərində dalğalanmaların orta hesabla alınması səbəbindən mahiyyətcə daha az “səs-küylü” olan qısa dalğa uzunluğu diapazonuna qədər genişləndirilməsi potensialını vurğulayır.

Koçarovskaya deyir ki, çətin imkanlar maraqlıdır və o və onun əməkdaşları yaxın gələcəkdə rentgen enerjilərində kvant optikası sahəsini inkişaf etdirmək üçün tənzimlənə bilən, möhkəm və çox yönlü platformalarının potensialını tədqiq etməyə davam etməyi səbirsizliklə gözləyirlər.

Daha çox məlumat: Sven Velten et al, Sərt rentgen foton dalğa paketləri üçün nüvə kvant yaddaşı, Elmdə irəliləyişlər (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adn9825

Jurnal məlumatı: Science Advances 

Texas A&M Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir