Գիտնականներն ստեղծել են օպտիկա-մեխանիկական քվանտային հիշողություն, որը կարող է քվանտային համացանցի հիմքը դառնալ

Նիլս Բորի ինստիտուտի (Դանիա) մի խումբ գիտնականներ հայտարարել են, որ քվանտային անսովոր հիշողություն՝ «քվանտային թմբուկ» են ստեղծել: Սա օպտիկա-մեխանիկական հիշողություն է, որը հիշում է ֆոտոնների քվանտային վիճակները կերամիկական թաղանթի մեխանիկական (ձայնային) թրթռումներում: Այս սարքը կարող է հանդես գալ որպես կրկնիչ՝ ցանցի միջոցով քվանտային խճճված վիճակները փոխանցելու համար՝ իրականություն դարձնելով քվանտային համացանցը:

«Քվանտային թմբուկը» ապակու նման նյութից պատրաստված կերամիկական ափսեի է նման։ Նախորդ մի շարք ուսումնասիրությունների ընթացքում գիտնականներն ապացուցել են, որ հատուկ մշակված կերամիկական թիթեղը թույլ է տալիս պահպանել լազերային ճառագայթի (ֆոտոնների) քվանտային վիճակները, որոնք հարվածում են դրան: Այստեղ ուշագրավ է ոչ թե լույսի քվանտային վիճակը ձայնի վերածելու փաստը (ֆոնոնային քվազիմասնիկ), այլ այն, որ ըստ էության քվանտային սարքը ներկայացված է միանգամայն շոշափելի դետալով․ քվանտային միկրոաշխարհն այս սարքում մարմնավորված է լիովին շոշափելի մակրո մակարդակով։

Թմբուկը պահում է քվանտային վիճակը մինչև այն պահը, երբ այն կարող է հետագայում փոխանցվել ցանցի երկայնքով՝ ֆոտոնների տեսքով: Սա ժամանակավոր հիշողություն է և բացարձակապես անհրաժեշտ է կրկնիչների աշխատանքը կազմակերպելու համար, քանի որ հայտնի է, որ քվանտային կապի ցանցերի հիմնական առավելությունն այն է, որ դրանք շատ հեշտությամբ արգելափակում են փոխանցվող հաղորդագրությունները։ Քվանտային վիճակով «լիցքավորված» ֆոտոնների ցանկացած արգելափակում խաթարում է այդ վիճակները, և դա ցուցիչ է այն մասին, որ փոխանցումը վտանգված է: Եթե ​երթուղու վրա տեղադրվեն դասական կրկնիչներ՝ «քյուբիթները» վերածելով թվայինի և հակառակ ուղղությամբ, ապա դա կապահովի արտահոսքի ալիք, քանի որ թիվը հնարավոր է արգելափակել, և դա աննկատ կլինի:

Զուտ քվանտային կրկնիչները ժամանակակից խնդիրներից են, և դրանք դեռ պետք է մշակվեն, կամ դրանց փոխարեն նոր բան առաջարկվի, օրինակ՝ Նիլս Բորի ինստիտուտում մշակված «քվանտային թմբուկները»: Առանց նման սարքերի, թերևս, հնարավոր չէ ստեղծել համաշխարհային քվանտային ցանց: Դանիացի գիտնականներն այս իմաստով վստահ քայլ են կատարել ճիշտ ուղղությամբ։ Սենյակային ջերմաստիճանի լաբորատորիայում նրանք ցույց են տվել, որ մեմբրանի մեջ քվանտային ազդանշանի կյանքի տևողությունը հասնում է 23 մվ-ի՝ դասական կոհերենտ իմպուլսների արդյունավետ վերհանման 40% հավանականությամբ:

«Մենք ակնկալում ենք, որ քվանտային լույսի պահպանումը հնարավոր կդառնա չափավոր կրիոգեն պայմաններում (T≈10 K): Նման համակարգերը կարող են կիրառություն գտնել նոր քվանտային ցանցերում, որտեղ դրանք կարող են ծառայել որպես երկարակյաց օպտիկական քվանտային պահեստավորման սարքեր՝ պահպանելով օպտիկական տեղեկությունը ֆոնոնային [ձայնային] ռեժիմում»,- բացատրում են գիտնականները Physical Review Letters ամսագրում հրապարակված հոդվածում: