Kínai kutatók megdöntötték a fénytárolás rekordját
Úttörő kvantumfelfedezés a Pekingi Kvantuminformációs Tudományok Akadémiáján
A kínai tudósok jelentős előrelépést értek el a kvantuminformatika területén: sikerült 4035 másodpercig, azaz több mint 67 percen át tárolniuk a fény által hordozott információt. Ezzel megdöntötték az eddigi fénytárolási rekordot, amely mindössze néhány másodperc volt. A felfedezés a kvantumszámítógépek és az információátvitel terén is forradalmi áttörést jelenthet. Az eredményeket a Nature Communications tudományos folyóirat publikálta.
A fény tárolásának kihívásai és megoldásai
A fény tárolása régóta nagy kihívást jelent a tudomány számára, mivel a fotonok – a fény részecskéi – rendkívül nagy sebességgel mozognak, ami rendkívül megnehezíti közvetlen rögzítésüket és tárolásukat. Az eddig alkalmazott technológiák nem tették lehetővé a hosszú távú tárolást, mivel a fotonok gyorsan szétszóródnak vagy energiát veszítenek.
A BAQIS kutatói ezt a problémát egy innovatív megközelítéssel hidalták át: a fényjeleket hangjelekké alakították, amelyeket sokkal könnyebb tárolni és visszaalakítani. Li Tiefu, a kutatás egyik vezetője elmagyarázta, hogy amikor a fotonok egy vékony filmréteggel ütköznek, a fény amplitúdója, frekvenciája és egyéb információi hanghullámokká alakulnak. Ezeket a jeleket ezután hosszabb ideig sikerült megőrizni.
Miért pont szilícium-karbid? Az új anyag jelentősége
A kutatók különböző anyagokat teszteltek, mielőtt megtalálták az optimális megoldást. Az eddig használt anyagok, például a fémes alumínium és a szilícium-nitrid filmek nem bizonyultak kellően stabilnak, így a fényt mindössze néhány másodpercig tudták tárolni.
A megoldás az egyik legígéretesebb kvantumanyag, az egykristályos szilícium-karbid alkalmazása volt. Ez az anyag rendkívül alacsony belső veszteséggel rendelkezik, így képes stabilan megtartani az átalakított fényinformációt. Emellett kiválóan teljesít alacsony hőmérsékleten is, ami kulcsfontosságú tényező a kvantumszámítástechnikában.
Milyen hatása lehet a felfedezésnek a kvantuminformatikára?
A fény hosszú távú tárolásának lehetősége forradalmasíthatja a kvantumszámítástechnikát és a kvantuminformációs hálózatokat. A kutatók szerint a technológia:
– Növeli a kvantumszámítógépek teljesítményét – a kvantumállapotok hosszabb ideig történő megőrzésével stabilabb és gyorsabb kvantumalgoritmusok fejleszthetők.
– Hatékonyabb kvantumkommunikációt eredményezhet – lehetővé téve a kvantuminformáció hosszú távú megőrzését és továbbítását.
– Fejlettebb kvantumhálózatokat hozhat létre – amelyek biztonságosabb és gyorsabb adatátvitelt biztosíthatnak.
A kutatók következő célja, hogy tovább növeljék a tárolási időt, növeljék az információsűrűséget és a kompatibilitást más kvantumtechnológiákkal. A jelenlegi 67 perces rekord már így is hatalmas előrelépés, de a tudósok szerint ez még csak a kezdet.
Mit hoz a jövő? A kvantumtechnológia új korszaka
A BAQIS tudósai szerint a felfedezés új korszakot nyithat a kvantumtechnológiában, amely nemcsak a számítógépek és kommunikációs rendszerek fejlesztésében, hanem az orvosi diagnosztikában, az adatbiztonságban és az energiatárolásban is áttörést hozhat.
A kutatás nemzetközi visszhangot váltott ki, hiszen a kvantumszámítástechnika jelenleg az egyik legizgalmasabb tudományterület, amely jelentősen átalakíthatja a jövő technológiáját.
A BAQIS csapatának következő nagy célja az, hogy az elért eredményeket más kvantumrendszerekkel ötvözve egy még stabilabb, nagyobb kapacitású kvantuminformációs hálózatot hozzanak létre.
Összegzés: A kvantuminformatika határainak feszegetése
A fény hosszú távú tárolásának képessége kulcsfontosságú mérföldkő lehet a kvantumtechnológia fejlődésében. A kínai kutatók úttörő eredménye új lehetőségeket nyit a kvantumszámítástechnikában és az információbiztonság területén. A következő években várhatóan további kísérletek és fejlesztések következnek, amelyek végleg forradalmasíthatják a digitális világot.
A kvantuminformatika egyre közelebb kerül a mindennapjainkhoz – és ez a mostani áttörés lehet az egyik legnagyobb lépés afelé, hogy valóban kihasználhassuk ennek a forradalmi technológiának a lehetőségeit.
