Al igual que las memorias en las computadoras, las memorias cuánticas son componentes esenciales para las computadoras cuánticas: una nueva generación de procesadores de datos que obedecen las leyes de mecánica cuántica y pueden superar las limitaciones de las computadoras clásicas. Pueden superar los límites de la ciencia fundamental y ayudar a crear nuevos medicamentos,explica los misterios cosmológicos, o mejora la precisión de los pronósticos y los planes de optimización con su potente poder computacional. Se espera que las computadoras cuánticas sean mucho más rápidas y potentes que sus contrapartes tradicionales, ya que la información se calcula en qubits, que a diferencia de las unidades bits más antiguas utilizadasen computadoras clásicas, puede representar 0 y 1 al mismo tiempo.
Las memorias cuánticas fotónicas permiten el almacenamiento y la recuperación de estados cuánticos voladores de un solo fotón. Sin embargo, la producción de tales memorias cuánticas altamente eficientes sigue siendo un desafío importante ya que requiere una interfaz cuántica de materia fotónica perfectamente combinada. Mientras tanto, la energía de unel fotón individual es demasiado débil y puede perderse fácilmente en el mar ruidoso del fondo de luz parásita. Durante mucho tiempo, estos problemas suprimieron las eficiencias de la memoria cuántica por debajo del 50%, un valor umbral crucial para aplicaciones prácticas.
Ahora, por primera vez en la historia, un equipo conjunto de investigación dirigido por el Prof. DU Shengwang del Departamento de Física y el Instituto de Ciencia y Tecnología Nano William Mong de HKUST; Prof. ZHANG Shanchao de SCNU que se graduó de su estudio de doctorado en HKUST; El profesor YAN Hui de SCNU y un ex becario postdoctoral en HKUST; así como el profesor ZHU Shi-Liang de SCNU y la Universidad de Nanjing, ha encontrado una manera de aumentar la eficiencia de las memorias cuánticas fotónicas a más del 85% con una fidelidad demás del 99%
El equipo creó una memoria cuántica de este tipo atrapando miles de millones de átomos de rubidio en un espacio diminuto similar a un cabello: esos átomos se enfrían a una temperatura casi absoluta cero aproximadamente 0.00001 K usando láseres y campo magnético. El equipo también encontró unforma inteligente de distinguir el fotón único del ruidoso mar de luz de fondo. El hallazgo llevó el sueño de una computadora cuántica 'universal' un paso más cerca de la realidad. Estas memorias cuánticas también pueden usarse como repetidores en una red cuántica, sentando las bases parauna nueva generación de internet cuántico.
"En este trabajo, codificamos un qubit volador en la polarización de un solo fotón y lo almacenamos en los átomos enfriados por láser", dijo el profesor Du. "Aunque la memoria cuántica demostrada en este trabajo es solo para una operación de un qubit,abre la posibilidad de que surja tecnología cuántica e ingeniería en el futuro "
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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