Efektyviausia pasaulyje kvantinė atmintis savyje sustabdo lazerio šviesą

Australijos Nacionalinio universiteto (Australia's national university - ANU) tyrinėtojų komanda lazerio spinduliui "sustabdyti" kristale panaudojo savo pačių sukurtą metodą. “Į kristalą patenkanti šviesa sulėtinama iki visiško sustojimo; čia ji ir lieka, iki kol mes vėl ją išleidžiame į išorę", aiškina vyriausiasis tyrimo mokslininkas Morganas Hedžesas (Morgan Hedges). “Kai mes ją išleidžiame, iš esmės atkuriame visko, kas pateko į vidų, trimatę hologramą - tikslią iki paskutinio fotono". Y₂SiO₅ monokristalas su retais prazeodimio jonų intarpais eksperimento metu turi būti atšaldomas iki -270 ⁰С temperatūros.

“Dėl kvantinei mechanikai būdingo neapibrėžtumo, dalis šviesos informacijos prarandama paties matavimo metu, todėl tai yra tik vieną kartą nuskaitoma holograma. Kvantinė mechanika garantuoja, jog ši informacija bus nuskaitoma tik kartą, o tai yra idealu norint sukurti idealiai saugius elektroninių komunikacijų principus", sako Hedžesas. Dėl šio neapibrėžtumo būtina užtikrinti, jog į kristalą patenkanti šviesa niekaip nesąveikaus su aplinka, kad tokia sąveika nepakeistų ją sudarančių fotonų būsenos. Hedžesas ir jo kolegos taip pat prognozoja, jog šviesos būseną išsaugoti sugebanti atmintis ateityje leis atlikti fundamentaliuosius fizikos eksperimentus - pavyzdžiui, tiriant, kaip keistieji kvantinio susietumo reiškiniai veikia reliatyvumo teorijos požiūriu. “Mes galėtume tarpusavyje susieti dviejų atminčių, t.y. dviejų kristalų kvantines būsenas", sako komandos vadovas Metju Selarsas (Matthew Sellars). “Kvantinės mechanikos požiūriu, nuskaičius vieną atmintį, tuo pat metu pasikeis ir kitame kristale saugoma informacija, nežiūrint į tai, koks didelis yra juos skiriantis atstumas. Reliatyvumo teorijos požiūriu, konkrečiam kristalui laiko tėkmės greitis priklauso nuo jo judėjimo greičio - turint gerai veikiančią kvantinę atmintį, tokį reiškinį išmatuoti būtų ne sudėtingiau, nei įsidėti kristalą į mano mašinos bagažinę ir išvažiuoti pasivažinėti".

Selarso komanda jau anksčiau atliko eksperimentą, kurio metu šviesa kristale buvo sustabdyta ilgesniam nei sekundės laiko tarpui, o tai yra daugiau kaip 1000 kartų ilgesnis laikas, lyginant  su ankstesniais pasiekimais. Mokslininkas teigia, jog komanda šiuo metu siekia sukurti kelias valandas veikiančius kvantinės atminties įtaisus. Tyrimo rezultatai publikuoti internetinėje mokslinio žurnalo "Nature" versijoje. Teigiama, jog atminties efektyvumas sudaro 69% ir ateityje šį parametrą bus galima padidinti, optimizuojant kristalo matmenis. Iki šiol pats aukščiausias analogiškų sistemų efektyvumas sudarė 45%.