Прорыв в квантовой памяти: высокая эффективность и низкий шум!⁠⁠

За последние десятилетия квантовая физика и инженерия породили технологии, расширяющие границы классической информатики. Квантовая память — перспективное устройство для хранения и извлечения квантовой информации, закодированной в свете или других носителях.

Для практического применения память должна обеспечивать высокую эффективность (сохранение более 90% информации) и точность воспроизведения. Однако предыдущие стратегии часто страдали от шума, ухудшающего качество данных.

Команда профессора Вэйпина Чжана из Шанхайского университета Цзяо Тонг и профессора Лицина Чена из Восточно-Китайского педагогического университета представила новый подход к взаимодействию атома и света. В статье в Physical Review Letters они описали рамановскую квантовую память с эффективностью 94,6% и точностью 98,91%, при минимальном шуме.

"Квантовая память с эффективностью, близкой к единице, и высокой точностью необходима для обработки информации", — отметил Чжан в интервью Phys.org. Это достижение решает давнюю проблему, преодолевая компромисс между эффективностью и точностью.

Разработанная память использует схему комбинационного рассеяния света на дальнем расстоянии, позволяющую широкополосное хранение сигналов. Метод основан на пространственно-временном отображении атома и света через преобразование Ханкеля, что раскрывает физические механизмы атомно-светового взаимодействия.

Исследователи применили подход к памяти на теплом паре рубидия-87 (⁸⁷Rb), продемонстрировав адаптивное управление для достижения "совершенства".

Эта работа открывает путь к продвинутым квантовым технологиям: связи на большие расстояния, компьютерам и распределенным системам зондирования. В будущем команда планирует интегрировать память в квантовые ретрансляторы для отказоустойчивых вычислений и сетей.