Fyzici premenili obyčajné svetlo na kvantový stroj

Vďaka financiám z reklamy prinášame kvalitné a objektívne informácie. Povoľte si prosím zobrazovanie reklamy na našom webe. Ďakujeme, že podporujete kvalitnú žurnalistiku.

Fyzici z Louisiana State University ukázali nezvyčajný spôsob, ako využiť bežné klasické svetlo na kvantové spracovanie informácií. Experiment funguje pri izbovej teplote, zvláda výrazný šum a straty a dokáže pracovať so systémami obsahujúcimi až 40 fotónov.

Zdroj: Freepik (ilustrácia)

Tím z Louisiana State University predstavil nový prístup ku kvantovému spracovaniu informácií. Namiesto toho, aby vedci začali s mimoriadne citlivým zdrojom kvantového svetla, použili ľahko dostupné klasické svetlo a poslali ho cez optickú sieť. Rozhodujúci trik prišiel pri meraní jednotlivých fotónov.

Počet fotónov dopadajúcich na detektor prirodzene kolíše. Výskumníci tieto výkyvy nebrali ako problém, ale ako zdroj informácií. Detektory schopné rozlišovať počet fotónov im umožnili vyberať konkrétne udalosti a pristupovať k rôznym viacfotónovým kvantovým systémom ukrytým v tom istom svetelnom poli.

Kombináciou polarizácie, priestorovej štruktúry a počtu fotónov vytvorili takzvaný viacfotónový kvantový rezervoár. Experiment poskytol 861 merateľných komponentov využiteľných na spracovanie informácií a vedcom umožnil pracovať so systémami až so 40 fotónmi.

A nezostalo iba pri demonštrácii fyzikálneho javu. Rovnaká optická zostava dokázala simulovať zložité kvantové procesy a bez fyzického prestavovania siete sa naučila šesť výrazne odlišných matematických funkcií. Pri náročnejších úlohách navyše využitie úplnej distribúcie počtu fotónov zlepšovalo výsledné predpovede.

Najzaujímavejšia môže byť praktická stránka experimentu. Systém pracuje pri izbovej teplote a zostáva použiteľný aj pri výraznom šume a stratách – presne pri javoch, ktoré patria medzi veľké problémy kvantových zariadení. Neznamená to, že vedci práve vytvorili náhradu dnešných kvantových počítačov. Ukázali však hybridnú cestu, pri ktorej sa jednoduchosť klasického svetla spája s možnosťami kvantového merania.

Výsledky publikované v časopise Advanced Science tak naznačujú, že cesta ku kvantovým technológiám nemusí vždy začínať extrémne krehkým kvantovým systémom. Niekedy môže začať obyčajným svetlom.