211service.com
Fysiker lagrar kortfilm i ett gasmoln
En av de möjliggörande teknologierna för ett kvantinternet är förmågan att lagra och hämta kvantinformation på ett tillförlitligt och repeterbart sätt.
Ett av de mer lovande sätten att göra detta på är fotoner och små moln av rubidiumgas. Rubidiumatomer har en intressant egenskap i att ett magnetfält får deras elektroniska energinivåer att splittras, vilket skapar en mängd nya nivåer. Genom att stänga av fältet återgår atomerna till sitt normala tillstånd.
Så ett sätt att lagra fotoner, och den kvantinformation de bär på, är att skicka in dem i ett moln av rubidiumatomer och slå på magnetfältet. Om fotonerna har en våglängd som absorberas av de nya elektroniska nivåerna i gasen, blir de fångade i den.
Så länge fältet är kvar, vill säga. Stäng av fältet och atomerna tvingas sända ut fotonerna så att informationen de har kan hämtas.
Det antyder omedelbart ett sätt att bygga ett kvantminne.
Faktum är att olika team har ägnat de senaste åren åt att testa denna teknik och andra relaterade till den. Resultaten har varit imponerande. De kan lagra inte bara enstaka fotoner utan hela bilder som de skickar in i gasen genom att placera en bildmask över strålen.
Lagringen varar i tiotals mikrosekunder och bilderna kan hämtas med en noggrannhet som närmar sig 90 procent. (Lagringstiden begränsas av atomernas rörelse i gasen som gör bilderna suddiga över tiden.)
Idag går Quentin Glorieux och kompisar vid National Institute of Standards and Technology i Maryland ett steg längre. Dessa killar har använt exakt denna teknik för att lagra två bilder samtidigt. Det är helt klart en mycket kort film, men det viktiga är att det är en principiell demonstration av tekniken.
Bilderna är bokstaven T och bokstaven N och bildsekvensen ovan visar bilderna som frigörs från gasen, som registrerats av en höghastighetskamera i 100 nanosekunders bilder. Vi har visat att flera bilder kan lagras och hämtas vid olika tidpunkter, vilket möjliggör lagring av en kort film i ett atomärt minne, säger Glorieux och co.
Intressant nog släpps bilderna på sista in, först ut-basis, så den här filmen går baklänges.
Det är en imponerande bedrift. Fram till nu har sekvenser av bilder bara någonsin lagrats samtidigt i solid state-media, såsom holografiska minnen. Dessa verkar ha en imponerande potential som kvantminnesenheter.
Men det ser ut som om rubidiumgasmoln kommer att ge hologram en springa för pengarna i detta lopp.
Ref: arxiv.org/abs/1205.1495 : Temporally multiplexed lagring av bilder i ett Gradient Echo Memory