Fotoniczny jednoatomowy ruter

W izraelskim Instytucie Weizmanna zaprezentowano pierwszy fotoniczny ruter. To kwantowe urządzenie składające się z pojedynczego atomu, dzięki któremu za pomocą fotonu można kierować ruchem innego fotonu.

Tworzący ruter atom można przełączać pomiędzy dwoma stanami. Przełączanie odbywa się poprzez wysłanie fotonu przez światłowód znajdujący się z prawej lub lewej strony atomu. Atom, w odpowiedzi, odbija lub przepuszcza kolejny foton. Atom można wprowadzić w stan, w którym np. przepuści foton nadchodzący z prawej strony. Foton taki będzie kontynuował swą podróż za atomem już po jego lewej stronie. Z kolei foton nadchodzący z lewej strony zostanie przez atom odbity, co jednocześnie spowoduje przełączenie atomu tak, że kolejny foton z lewej zostanie przepuszczony w prawo. Taki ruter jest przełączany tylko i wyłącznie za pomocą fotonów. Do działania nie potrzebuje żadnych innych zewnętrznych sił. „Urządzenie działa jak fotoniczny odpowiednik elektronicznego tranzystora, który przełącza się w odpowiedzi na różne napięcie” - mówi doktor Barak Dayan.

Zbudowanie rutera było możliwe dzięki dzięki udoskonaleniu technologii chłodzenia laserowego i umieszczonych na chipie pułapek na atomy. To drugie osiągnięcie wymaga zbudowania wysokiej jakości rezonatorów optycznych, które można połączyć bezpośrednio ze światłowodem. Instytut Weizmanna to jedno z niewielu miejsc na świecie, gdzie udoskonalono obie technologie. Głównym celem izraelskich naukowców jest przyspieszenie prac nad komputerem kwantowym. Fotony są, ich zdaniem, idealnymi kandydatami do przenoszenia informacji w systemach kwantowych, gdyż nie wpływają na siebie nawzajem i bardzo słabo reagują z innymi cząstkami.

„Droga do zbudowanie kwantowego komputera jest jeszcze bardzo daleka, ale potrafiliśmy stworzyć prosty dobrze działający system, który można będzie zastosować w przyszłości w maszynach kwantowych” - mówi Dayan.

komputer kwantowy ruter atom foton