Μπορεί να μην υπάρχει ακόμη τρόπος αποθήκευσης του ανέμου, αλλά οι επιστήμονες βρήκαν έναν τρόπο να αποθηκεύουν και να μεταφέρουν το φως, όσο παράξενο κι αν φαίνεται. Φυσικά, κανείς δεν έβαλε το φως σε ένα κιβώτιο και το πήγε στην άλλη άκρη του κόσμου, αλλά όπως και να έχει, το επίτευγμα ήταν αξιοσημείωτο.

Η ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή Patrick Windpassinger του Πανεπιστημίου Johannes Gutenberg Mainz (JGU) στη Γερμανία, ανέπτυξε μια μέθοδο με την οποία ήταν δυνατή η ελεγχόμενη αποθήκευση και μεταφορά φωτός για πολύ μικρό χρονικό διάστημα και απόσταση.

Για να το πετύχουν αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα σύστημα κβαντικής μνήμης. Με αυτόν τον τρόπο, μετέφεραν το αποθηκευμένο φως σε απόσταση 1,2 χιλιοστών. Αν και μια μικρή μετακίνηση θα μπορούσε κανονικά να διαταράξει αρκετά το φως, οι ιδιότητές του παρέμειναν σχεδόν άθικτες.

Για την αποθήκευση του φωτός, η ομάδα του Windpassinger χρησιμοποίησε άτομα ρουβιδίου 87 (το ρουβίδιο 87 έχει 2 περισσότερα νετρόνια στον πυρήνα του από το σταθερό ρουβίδιο). Το υλικό βρισκόταν σε εξαιρετικά ψυχρή κατάσταση - αυτό εξασφάλισε την αποτελεσματικότητα και το χρόνο αποθήκευσης των κυμάτων.

Πώς να αποθηκεύσετε και να μεταφέρετε το φως;

"Αποθηκεύουμε το φως βάζοντάς το σε μια βαλίτσα, κατά κάποιο τρόπο, μόνο που στην περίπτωσή μας η βαλίτσα ήταν φτιαγμένη από ένα σύννεφο ψυχρών ατόμων", εξηγεί παράλληλα ο καθηγητής Windpassinger σε ανακοίνωση του Πανεπιστημίου Johannes Gutenberg Mainz.

"Μετακινούμε αυτή τη βαλίτσα για μια μικρή απόσταση και στη συνέχεια αφαιρούμε ξανά το φως. Αυτό είναι πολύ ενδιαφέρον όχι μόνο για τη φυσική γενικά, αλλά και για την κβαντική επικοινωνία , επειδή το φως δεν είναι πολύ εύκολο να "συλληφθεί" και αν θέλεις να το μεταφέρεις κάπου αλλού με ελεγχόμενο τρόπο, συνήθως καταλήγει να χάνεται", προσθέτει.

Οι ερευνητές δημοσίευσαν τη μελέτη στο περιοδικό Physical Review Letters , σε ανοικτή πρόσβαση.

Για να αποθηκεύσουν τις πληροφορίες, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικά επαγόμενη διαφάνεια (EIT) Πρόκειται για ένα οπτικό φαινόμενο που προκαλείται από την παρεμβολή δύο ή περισσότερων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όπως μια δέσμη και ένα πεδίο βομβαρδισμού, το οποίο θα δημιουργήσει αυτή τη διαφάνεια.

Καθώς η διαδικασία είναι συνεκτική, το φως δεν χάνει πληροφορίες κατά την αποθήκευση. Επιπλέον, η διαδικασία είναι αντιστρεπτή. Επομένως, είναι δυνατόν να ανακτηθούν όλες οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε αυτά τα άτομα ανά πάσα στιγμή με μεγάλη αποτελεσματικότητα και μεγάλη ευκολία.

Το αξιοσημείωτο της μελέτης έγκειται στο γεγονός της απόστασης μεταφοράς. Οι επιστήμονες κατάφεραν να μεταφέρουν ενεργά τη συσκευή αποθήκευσης σε απόσταση μεγαλύτερη από το μέγεθος της ίδιας της συσκευής, αν και εξακολουθεί να είναι μια αρκετά μικρή απόσταση.

Μετέφεραν το ατομικό νέφος χρησιμοποιώντας έναν "διάδρομο" ακτίνων λέιζερ, ώστε να μην θερμανθεί το νέφος και να μην προκληθεί σημαντική απώλεια ατόμων, καθώς η συσκευή είναι αρκετά εύθραυστη.

Εφαρμογές

Εντάξει, αποθηκεύουν φως, αλλά ποια είναι η χρησιμότητα;

Λοιπόν, η κβαντική πληροφορική σημειώνει μεγάλη πρόοδο. Η κβαντική επεξεργαστική ισχύς αυξάνεται σχεδόν εκθετικά, όπως όταν η IBM διπλασίασε την κβαντική επεξεργαστική ισχύ της μόνο στο διάστημα μεταξύ Ιανουαρίου και Αυγούστου 2020. Η πρόοδος της τεχνολογίας είναι πραγματικά γρήγορη.

Ένας κβαντικός υπολογιστής λειτουργεί με εντελώς διαφορετικές αρχές από έναν κανονικό υπολογιστή. Δυνητικά φτάνει σε πολύ υψηλότερες ταχύτητες επεξεργασίας και μετάδοσης δεδομένων. Ως εκ τούτου, έχει πολυάριθμες εφαρμογές στον επιστημονικό και τεχνολογικό τομέα (οι οικιακοί υπολογιστές θα συνεχίσουν να λειτουργούν όπως οι συμβατικοί).

Αλλά για να συνεχιστεί η πρόοδος στην κβαντική πληροφορική, πρέπει απαραίτητα να κατακτηθεί πλήρως ο ελεγχόμενος χειρισμός και η αποθήκευση της κβαντικής πληροφορίας. Το φως είναι ένας τέτοιος τρόπος, όπως ακριβώς αποθηκεύουμε συμβατικές πληροφορίες σε σκληρούς δίσκους, κάρτες μνήμης ή SSD.

Δεδομένης της αυξανόμενης επεξεργασίας, οι επιστήμονες θα χρειαστούν σύντομα κβαντικό αποθηκευτικό χώρο αρκετά αποδοτικό για να διαχειριστεί τη μεγάλη ροή δεδομένων. Πιθανόν αυτό να συμβεί στο εγγύς μέλλον, καθώς η τεχνολογική ανάπτυξη είναι αρκετά γρήγορη.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters . Με πληροφορίες από το Phys.org .