Ученые из Йельского университета нашли новый способ управлять и манипулировать квантовым состоянием фотонов микроволнового излучения, что может быть использовано в создании будущих квантовых компьютеров, которые, имея беспрецедентную скорость и вычислительную мощность, смогут устроить революцию в области информационных технологий. Подобно обычным компьютерам, квантовым компьютерам также необходимо иметь способность получать, хранить и обрабатывать информацию. И если в области обработки квантовой информации в наше время ученые уже добились некоторых успехов, то с технологиями длительного хранения этой "хрупкой" информации дело обстоит несколько иначе.

Йельские физики в публикации в одном из последних выпусков журнала Nature сообщили о разработанной ими новой технологии хранения информации, которая имеет немалый шанс стать оперативной памятью будущих квантовых компьютеров. В их методе квантовая информация хранится в фотонах, самых маленьких частицах микроволнового излучения. Эти фотоны могут служить вместилищем квантовой информации в течение продолжительного времени и они почти не взаимодействуют со средой, через которую они перемещаются, будь это коаксиальные кабеля, стекло оптоволоконных линий или просто воздух. Слабая сила взаимодействия микроволновых фотонов препятствует поглощению их материалом среды, потере и искажению содержащейся в них квантовой информации.

В отчете исследователей описана специальная искусственная среда в которой микроволновые фотоны, сталкиваясь друг с другом, передают записанную в них квантовую информацию, что позволяет хранить эту информацию практически бесконечное время. Эта среда состоит из микроволновой резонаторной полости, совмещенной с охлажденным до сверхнизкой температуры квантовым битом, кубитом, который занимается обработкой информации, ее чтением и записью в микроволновые фотоны, которые выступают в роли неразрушаемого хранилища квантовой информации.

"Наш эксперимент показал, что сейчас мы уже в состоянии создать среду, которая, с одной стороны, позволяет нам без ограничений управлять квантовым состоянием фотонов, а с другой стороны, не поглощает эти фотоны, что в обратном случае привело бы к разрушению и потере квантовой информации" - рассказал Герхард Кирхмайр (Gerhard Kirchmair), исследователь из Йельского университета, - "Эта среда может выступать в качестве хранилища информации без потребности в сложных методах контроля, что позволит значительно упростить определенные алгоритмы квантовых вычислений. То, что мы сделали, еще не является квантовым компьютером, но будущие квантовые компьютеры наверняка будут нуждаться в подобном узле или узлах".