Группе научных сотрудников из университета Дармштадта, Германия удалось заставить свет остановиться на месте и оставаться в таком состоянии в течение одной минуты. В журнале Physical Review Letters ученые рассказывают, каким образом они смогли достичь этого и как данная технология может применяться для создания квантовых вычислительных устройств, а также систем квантовых коммуникаций.

Остановка света и удержание его на определенном месте является очень важным шагом на пути создания квантового ретранслятора, одного из необходимых компонентов будущих квантовых вычислительных систем и квантовых коммуникационных каналов.

Ретранслятор, работающий по такому принципу, позволит сохранить на какое-то время информацию, закодированную в фотонах света, и повторно прочесть ее позже, проверяя целостность данных, уже переданных через квантовый коммуникационный канал.

Для остановки света ученые-физики использовали кристалл из специального материала, который не пропускает свет в нормальном состоянии. Охладив кристалл до сверхнизкой температуры, исследователи с помощью луча лазерного света перевели все атомы его вещества в состоянии квантовой суперпозиции, в состояние, когда они одновременно могут и не могут пропускать через себя фотоны света определенной длины волны.

После этого они запустили другой луч лазерного света сквозь кристалл и отключили его «прозрачность». Фотоны света, которые находились внутри кристалла, попали в ловушку и оставались внутри нее в течение одной минуты. Используя такой принцип, физики смогли поймать и продержать какое-то время три разнообразных луча света, утроив количество данных, хранимых в ловушке.

Ученые не намерены останавливаться на полученном результате. Их дальнейшие действия будут нацелены на то, чтобы увеличить время «задержания» фотонов света внутри кристалла-ловушки, оставляя при этом нетронутым квантовое состояние этих фотонов, а значит, и квантовую информацию, записанную в эти фотоны.

Кроме того, будут проведены исследования иных материалов, кристаллы из которых могут выступить в качестве фотонной ловушки при обычной комнатной температуре, что позволит использовать их в квантовых компьютерах.