Đang tải... (xem toàn văn)
Bằng cách giữ lại các nguyên tử trong một cấu hình vững chắc bằng từ trường (gọi là “bẫy lưỡng cực – dipole trap”), họ có thể hướng các xung photon vào các nguyên tử với một xác suất t[r]
(1)Lưu trữ thông tin lượng tử nguyên tử siêu lạnh
Các nhà khoa học Mỹ vừa trình diễn thí nghiệm “đóng mở ánh sáng” (light-switch) sợi quang học trở thành công cụ công nghiệp viễn thông liên lạc Linh kiện tạo Michal Bajcsy (Đại học Harvard, Hoa Kỳ) cộng sự, phát triển để chia sẻ thông tin theo hai cách cổ điển lượng tử (Phys Rev Lett 102, 203902)
Các hệ thống thơng tin lượng tử đem lại cách mạng chia sẻ thông tin liệu tồn cầu cách mã hóa, xử lý truyền thơng tin việc sử dụng tính chất học lượng tử Tuy nhiên, chuỗi “1s” “0s” đại diện trạng thái lượng tử hạt hạ nguyên tử riêng lẻ, ví dụ phân cực photon, chúng lại trở thành tinh vi dễ dàng bị thông tin Linh kiện lượng tử thử nghiệm phát triển đến thành ứng dụng thương mại lại địi hỏi hệ thống q lằng nhằng để cạnh tranh với công nghệ cổ điển sử dụng
Một cách tiếp cận phổ biển truyền trạng thái lượng tử photon thông qua tương tác với vật chất, thứ mà hoạt động phần tử trung gian Ở đây, photon với trạng thái riêng rẽ hấp thụ nguyên tử trước phát xạ trở lại trạng thái trạng thái liên quan Nhưng khó khăn lại nảy sinh, cố gắng truyền thông tin khoảng cách đáng kể, photon bị tán xạ tạo mát tín hiệu lớn
(2)giam cầm lõi sợi tinh thể photonic bẫy lưỡng cực hoạt đồng từ trường (Credit: Alan Stonebraker)
Trong số năm qua, vài nhóm nghiên cứu đề xuất cách xung quanh vấn đề cách truyền photon qua sợi quang rỗng lấp đầy nguyên tử Trạng thái nguyên tử thay đổi cách tương tác với photon khiến cho cho sợi quang trở nên suốt, trở nên mờ đục với ánh sáng – tức khóa quang học Tuy nhiên, đưa vào tỉ lệ nhỏ nguyên tử không gian trống rỗng, số lượng lớn photon thực tế không tiếp xúc với nguyên tử vấn đề mát xảy Bajcsy cộng tìm giải pháp cho vấn đề thay nguyên tử rubidium siêu lạnh
Bằng cách giữ lại nguyên tử cấu hình vững từ trường (gọi là “bẫy lưỡng cực – dipole trap”), họ hướng xung photon vào nguyên tử với xác suất tăng cường va chạm lớn đích Ban đầu, sợi quang suốt ánh sáng truyền qua khơng có ngun tử Tiếp đó, sau đóng xung chứa có 800 photon bơm vào sợi quang, nguyên tử hấp thụ photon hệ thống trở nên hoàn toàn mờ đục
(3)b) Các xung truyền, c) Độ truyền qua xung sợi quang có mặt (xanh), khơng có mặt (đỏ) trường đóng mở, d) Độ truyền qua hàm số photon, e) Số photon ghi nhận hàm logic có mặt (1) khơng có mặt (0) đầu dị xung đóng mở (Phys Rev Lett 102, 203902).
“Thử thách việc tích hợp cơng nghệ nguyên tử siêu lạnh phát triển vòng 20 năm qua vào sợi quang rỗng hệ thí nghiệm” – Bajcsy phát biểu Physicsworld Thí nghiệm tiến hành Trung tâm MIT-Harvard nguyên tử siêu lạnh (MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms), nghiên cứu hợp tác nhóm nghiên cứu Mikhail Lukin Vladan Vuletic Để bắt đầu thí nghiệm, đám mây nguyên tử rubidium siêu nguội lạnh cầm tù chùm laser trước hướng vào sợi quang từ trường
“Dồn nguyên tử rắc rối thường phần khó lại đơn giản là biết nguyên tử đâu” – theo lời Andrew Dawes, nhà nghiên cứu nguyên tử siêu lạnh Đại học Pacific, Oregon.Bajcsy với nhóm ơng tiếp tục phát triển nghiên cứu với việc tổ hợp hệ nguyên tử lạnh họ với kỹ thuật dừng xung ánh sáng, để tiến tới việc lưu trữ truyền liệu lượng tử
Có thể xem kết nghiên cứu báo vừa đăng tạp chí Physical Review Letters.
Physical Review