Вченим вдалося зупинити світло і утримувати його протягом 60 секунд
Група дослідників з університету Дармштадта (University of Darmstadt), Німеччина, досягла успіху в тому, щоб змусити світ зупинитися на місці і залишатися в нерухомому стані протягом 60 секунд часу. У роботі, опублікованій в журналі Physical Review Letters, дослідники описують, як їм вдалося досягти цього і як подібна технологія може використовуватися в майбутньому для створення квантових обчислювальних пристроїв і систем квантових комунікацій.
Низка наукових досліджень і експериментів, що призвели до настільки екзотичному результату, почалася в 1999 році, коли одній групі дослідників вдалося сповільнити світло до швидкості 17 метрів в секунду. Це призвело до того, що в 2001 році інша група вчених-фізиків зуміла повністю зупинити світло, правда, на дуже короткий проміжок часу, що тривав частки секунди. Кілька місяців тому ще одному науковому колективу вдалося зупинити світло на 16 секунд, а нещодавно група вчених з Німеччини зупинила світло на одну хвилину.
Зупинка світла і утримання його на одному місці є важливим кроком на шляху створення квантового ретранслятора, одного з необхідних компонентів майбутніх квантових обчислювальних систем та квантових комунікаційних каналів. Цей ретранслятор дозволить зберегти якийсь час дані, закодовані в фотонах світла, і повторно прочитати ці дані пізніше, перевіряючи цілісність даних, уже переданих через квантовий комунікаційний канал.
Для зупинки світла вчені використовували кристал із спеціального матеріалу, який не пропускає світло в нормальному стані. Охолодивши цей кристал до наднизької температури, вчені, за допомогою лазерного променя світла перевели всі його атоми речовини в стані квантової суперпозиції, у стан, коли вони одночасно можуть і не можуть пропускати через себе фотони світла певної довжини хвилі. Після цього вони запустили інший промінь лазерного світла крізь кристал і відключили його "прозорість". Фотони світла, що знаходилися всередині кристала, потрапили в пастку і зберігалися всередині неї протягом 60 секунд. Використовуючи такий метод, вченим вдалося зловити в пастку і протримати в ній зазначений час три різних променя світла, потроївши кількість інформації, що зберігається в пастці.
Дослідники з Німеччини не збираються зупинятися на досягнутому результаті. Їх подальші зусилля будуть спрямовані на те, щоб збільшити час "затримання" фотонів світла всередині кристала-пастки, залишаючи при цьому недоторканим квантовий стан цих фотонів, а значить і квантову інформацію, записану в ці фотони. Крім цього, будуть проведені дослідження інших матеріалів, кристали з яких можуть виступити в якості фотонної пастки при звичайній кімнатній температурі, що дозволить використовувати їх в квантових комп'ютерах, які рано чи пізно з'являться на робочому столі кожної людини.