Казанские ученые разработали новый метод создания квантовой памяти

Исследователи из Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ – участника НОЦ мирового уровня Республики Татарстан – представили принципиально новый подход к реализации оптической квантовой памяти, придающий квантовой памяти новые физические свойства и улучшающий ее основные физические параметры.

Напомним, что квантовая память – это новый тип компьютерной памяти, который вместо традиционных нолей и единиц использует для записи информации кубиты - объекты, которые могут находиться одновременно в состоянии «0» и «1», что позволяет хранить гораздо большие объемы данных, чем при традиционном способе записи информации.

Квантовая память имеет большое значение для увеличения дальности связи в системах квантового распределения секретных ключей. Однако, существующие на сегодняшний день протоколы оптической квантовой памяти имеют ряд существенных ограничений – в частности сложность выделения квантовых сигналов из фонового шума и необходимость использования сильных лазерных импульсов для управления системой.

Для разработки новых протоколов оптической квантовой связи казанские ученые предложили использовать макроскопическую когерентность – одно из свойств атомного ансамбля, благодаря которому возникает упорядоченность и согласованность поведения большого числа элементов вещества в макроскопических масштабах. Исследователи разработали способ предварительного создания в квантовой памяти долгоживущей спиновой когерентности, которая отличается высокой стабильностью и позволяет извлекать из памяти сохранённые сигналы без использования внешнего лазерного воздействия. Предварительно созданная когерентность обеспечивает квантовое хранение с низким квантовым шумом, позволяет извлекать сигнальные световые поля по требованию, а также дает возможность динамического перепрограммирования времени хранения.

Результаты исследований, представленные сотрудниками Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ, выводят разработку протоколов оптической квантовой памяти на новый уровень.