Experiment Windpassingerova týmu. Kredit: Windpassinger group.

Kdyby vám tohle někdo vyprávěl, nejspíš byste mu to nevěřili. Je nutné si to přečíst v odborném časopise. Tým fyziků, který vedl Patrick Windpassinger z německé Johannes Gutenberg-Universität Mainz jako první úspěšně transportoval světlo, které bylo uskladněné ve kvantové paměti. Bylo to sice na vzdálenost 1,2 milimetru, ale co naplat, v této disciplíně jde o světový rekord.

Patrick Windpassinger. Kredit: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Badatelé zároveň prokázali, že celý proces transportu má jen nepatrný vliv na vlastnosti uskladněného světla. Transportované světlo bylo umístěno v přepravním „kontejneru“, který tvořily ultrachladné atomy rubidia-87. Pak Windpassingerův tým světlo přemístil o zmíněných 1,2 milimetru a opět jej ze shluku atomů rubidia-87 vyjmul. Jak upozorňuje Windpassinger, jejich počin je pozoruhodný nejen pro fyziku jako takovou, ale především pro kvantovou komunikaci. Světlo podle něj není právě snadné uskladnit ve vhodném médiu a přepravit. Obvykle to skončí ztrátou takového světla.

Řízená manipulace s uskladněným světlem, které nese kvantovou informaci, představuje významnou technologii pro pokrok ve kvantové komunikaci i pro kvantové výpočty. Pro rozvoj kvantových komunikačních sítí jsou nezbytné optické kvantové paměti, které jsou schopné pracovat s kvantovou informací nesenou světlem.

Johannes Gutenberg-Universität Mainz, logo.

Windpassinger a spol. dokázali aktivně řídit transport uskladněného světla na vzdálenosti, které jsou větší nežli velikosti použitého média. Před časem pro tyto účely vyvinuli postup, který dovoluje přemísťovat relativně velký počet atomů a umístit je s velkou přesností, aniž by docházelo k podstatným ztrátám těchto atomů anebo k jejich neúmyslnému zahřívání. Při tomto postupu badatelé využívají „optický pásový dopravník“, který vytvářejí dva laserové paprsky.

Teď se jim podařilo tímto optickým pásovým dopravníkem přepravit kontejnery z ultrachladných atomů rubidia, v němž bylo uskladněno světlo s kvantovou informací. Takto uskladněná informace pak může být vyjmuta a použita někde jinde. Tento výzkum by se mohl stát odrazovým můstkem pro vývoj nových typů kvantových pamětí i dalších kvantových zařízení.

Literatura

Universitaet Mainz 13. 10. 2020.

Physical Review Letters 125: 150501.