Игорь Аксюта (101) wrote in i_future,
Игорь Аксюта
101
i_future

Квантовый фотонный маршрутизатор

Оригинал взят у 101 в Квантовый фотонный маршрутизатор
Квантовый фотонный маршрутизатор

Ученые из института Вайцмана (Weizmann Institute) создали и продемонстрировали работу первого в мире фотонного маршрутизатора, квантового устройства, основанного на одном единственном атоме, позволяющего направлять единичные фотоны света по необходимому маршруту. Следует отметить, что разработка этого квантово–фотонного устройства является большим шагом на пути преодоления массы трудностей, с которыми сталкивается сейчас разработка квантовых компьютеров будущего.



Основным элементом фотонного маршрутизатора является атом, способный переключаться из одного квантового состояния в другое. Переключение состояния атома осуществляется при помощи единичного фотона света, имеющего определенные характеристики. Находясь в одном из квантовых состояний, атом беспрепятственно пропускает следующий фотон света дальше по оптическому волокну, а в другом состоянии — отражает его назад, туда, откуда он прибыл.

Атом фотонного маршрутизатора может работать в непрерывном режиме, обрабатывая поток фотонов, идущий в одном или в разных направлениях по каналам световодов. Первый из фотонов, прибывающих с любого направления, осуществляет переключение квантового состояния атома, который пропускает или отражает следующий фотон, который также может прибыть с любого направления.

"В некотором смысле наше устройство является фотонным эквивалентом электронного транзистора, который переключает электрические сигналы в ответ на управляющие электрические сигналы" — рассказывает доктор Барак Дайян (Dr. Barak Dayan), глава группы квантовой оптики института Вайцмана, — "В нашем устройстве фотоны света используются как в качестве носителей информации, так и в качестве сигналов, управляющих работой устройства".

Создание фотонного маршрутизатора стало возможным благодаря совмещению двух современных технологий, лазерного охлаждения и удержания атома в магнитной ловушке, и технологии сверхвысокоточного изготовления на чипе миниатюрных высококачественных оптических резонаторов, соединенных непосредственно с оптическим волокном. И лаборатория доктора Дайяна в институте Вайцмана является одной из немногих лабораторий в мире, сотрудникам которой удалось полностью совладать с этими двумя технологиями сразу.

"Наше устройство, представляющее собой двунаправленный фотонный ключ, является полностью оптическим устройством, не требующим для своей работы внешних источников энергии любого вида. В будущем такие устройства смогут объединяться в чрезвычайно сложные схемы, состоящие исключительно из пассивных элементов, которые обмениваются данными и активизируют друг друга при помощи единичных фотонов" — рассказывает доктор Барак Дайян, — "Это даже в самой ближайшей перспективе даст нам возможность создавать фотонные аналоги электронных чипов, насчитывающих миллиарды транзисторов, включая и процессоры современных компьютеров".





Tags: технологии
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments