Квантовый чип научился хранить свет — и это меняет всё

Физики из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне разработали чип, способный удерживать несколько фотонов одновременно более микросекунды. Это первый подобный результат для интегрированных нанофотонных платформ, открывающий путь к созданию масштабируемой квантовой памяти. Об этом рассказывает сайт Phys.org.

Квантовая информация передаётся частицами света — фотонами, которые часто нужно временно «притормозить», пока другие операции завершаются. Хранить их приходится на микрочипах размером около сантиметра, а свет проходит это расстояние за триллионные доли секунды. Задержка даже в микросекунду — огромный шаг вперёд для квантовых вычислений.

Исследование под руководством профессора физики Элизабет Голдшмидт опубликовано в журнале Nano Letters. Учёные создали волновод из тонкоплёночного ниобата лития с добавлением атомов эрбия. Лазер выстроил атомы в «частотную гребёнку», которая захватывает и удерживает фотоны заданное время.

Устройство продемонстрировало высокую точность сохранения квантовой информации и возможность хранить несколько фотонов одновременно. Главное — технология проста в воспроизведении и пригодна для коммерческого производства. «Это не разовое устройство, — отметила Голдшмидт. — Его сила в простоте: мы перенесли лабораторный метод на платформу, которую можно выпускать в промышленных масштабах».

Впереди — улучшение эффективности извлечения и увеличение времени хранения. Учёные планируют эксперименты с разными изотопами эрбия и создание других устройств для квантовой фотоники на этой платформе.