Хранение
и передача информации за счет использования явления квантовой
запутанности является очень перспективным направлением развития
инфраструктуры глобальных информационных сетей. Но, к сожалению, на
нынешнем уровне реализации квантовых технологий явление квантовой
запутанности способно существовать лишь в течение очень короткого
промежутка времени, после чего "призрачная" связь между частицами
полностью разрывается.
Однако, группе исследователей из Австралии удалось совершить прорыв в этом деле, им удалось разработать метод сохранения явления квантовой запутанности не в течение нескольких миллисекунд, а в течение нескольких часов. И созданное ими экспериментальное устройство можно по праву считать прототипом первого квантового "жесткого диска".
Однако, группе исследователей из Австралии удалось совершить прорыв в этом деле, им удалось разработать метод сохранения явления квантовой запутанности не в течение нескольких миллисекунд, а в течение нескольких часов. И созданное ими экспериментальное устройство можно по праву считать прототипом первого квантового "жесткого диска".
В мире уже существуют сегменты
квантовых сетей, построенные на оптическом волокне и лазерах, которые
передают информацию за счет явления квантовой запутанности. За счет
того, что квантовая запутанность может существовать в течение нескольких
миллисекунд максимум, длина таких сегментов обычно не превышает сотни
километров. Устройство, созданное физиками из Австралийского
национального университета и университета Отаго, способно обеспечить
сохранение квантовой запутанности в течение шести часов, времени,
которого даже по нынешним меркам достаточно для того, чтобы доставить
одну из частей "запутанного" устройства в любую точку земного шара.
Основой
квантового "жесткого диска" являются атомы европия, редкоземельного
элемента, включенные в кристаллическую решетку другого материала.
Квантовая информация "записывается" в виде спина (направления вращения)
этого атома при помощи луча лазерного света, несущего фотоны, запутанные
с фотонами из другого луча. Второй луч, несущий вторые части запутанных
пар, освещает атомы европия в другом кристалле, и это приводит к тому,
что атомы европия, находящиеся в разных кристаллах, также запутываются
на квантовом уровне.
Самым главным достижением австралийских
ученых является технология длительного сохранения явления квантовой
запутанности. Это достигается при помощи двух магнитных полей, одно из
которых постоянно, а второе колеблется с определенной частотой и
амплитудой, удерживая спин атома в постоянном состоянии.
"Эти два магнитных поля как бы изолируют атомы европия от окружающей среды" - рассказывает доктор Джевон Лонгделл (Jevon Longdell) из университета Отаго, - "Такая изоляция исключает просачивание квантовой информации в окружающую среду и препятствует воздействию на квантовое состояние атома различных факторов из окружающей среды".
"Эти два магнитных поля как бы изолируют атомы европия от окружающей среды" - рассказывает доктор Джевон Лонгделл (Jevon Longdell) из университета Отаго, - "Такая изоляция исключает просачивание квантовой информации в окружающую среду и препятствует воздействию на квантовое состояние атома различных факторов из окружающей среды".
"Мы можем хранить
запутанные атомы в различных квантовых кристаллах достаточно долго.
Этого времени достаточно для того, чтобы один из кристаллов был
транспортирован на тысячи километров и подсоединен к удаленному сегменту
сети" - рассказывает Манджин Жонг (Manjin Zhong), один из ведущих
исследователей, - "Таким образом, мы получим возможность передавать
квантовую информацию между двумя точками, находящимися в любых местах
земного шара".
Разработанная австралийскими исследователями
технология может обеспечить буквально революцию в обеспечении
безопасности передаваемой по квантовой сети информации. Так как
информация будет передаваться через спиновые состояния двух запутанных
атомов, разнесенных на неопределенно большое расстояние, у любых третьих
лиц будут попросту отсутствовать возможности вмешательства любого рода в
процесс передачи данных.