Znajdź zawartość

Upowszechnienie się kwantowych systemów komunikacyjnych to wciąż odległa przyszłość. Jedną spośród wielu trudności, na jakie napotyka ich rozwój, jest znalezienie sposobu na doprowadzenie do zderzenia niosącego informację fotonu z atomem. Wówczas dojdzie do przekazania informacji niesionej przez światło lub też do przeprowadzenia obliczeń. Trafienie w mały atom za pomocą jeszcze mniejszego fotonu jest jednak bardzo trudne. Obecnie atomy zamyka się w niewielkich pułapkach, składających się z szeregu luster. Foton, po wpadnięciu w pułapkę, nie może się z niej wydostać i odbija się pomiędzy lustrami tak długo, aż trafi w atom. Metoda ta jest kosztowna i mało efektywna. Średnio dochodzi do miliona odbić fotonu przed trafieniem w atom. Dzięki pracom naukowców z singapurskiego Instytutu Badań Materiałowych i Inżynierii oraz Uniwersytetu Technicznego w Monachium powstał znacznie prostszy i tańszy system, który pozwala na wywołanie interakcji pomiędzy światłem a materią. W próżniowej komorze akademicy uwięzili atom rubidu pomiędzy dwoma asferycznymi soczewkami, podobnymi do tych, które wykorzystywane są w standardowych odtwarzaczach CD. Pułapka ma szerokość kilkudziesięciu nanometrów. Dzięki soczewkom możliwe było precyzyjne skupienie wiązki światła na pułapce. Mimo, iż wiązka ta jest wielokrotnie większa niż pojedynczy atom rubidu, uzyskano dużą wydajność całego systemu. Aż 10% fotonów trafiło w atom. Udało się to dzięki odpowiedniemu dobraniu długości fali światła tak, by odpowiadało ono atomowi. Uczeni mówią, że metaliczny atom zadziałał jak antena nastrojona do wykrywania sygnału z wiązki. Zdaniem naukowców możliwe będzie zwiększenie efektywności systemu do około 100%. Wystarczy bowiem udoskonalić soczewki. Dzięki temu uzyskamy tanią i prostą alternatywę dla wykorzystywanych obecnie lustrzanych pułapek.