Исследователи в Университете Айовы открыли метод "очистки" фотонов, прорыв, который может значительно улучшить производительность и безопасность квантовых вычислительных и коммуникационных систем. Согласно недавнему исследованию, команда обнаружила, что нежелательные фотоны, производимые лазерами, могут быть исключены путем тщательной настройки света, в результате чего получается гораздо более чистый поток одиночных фотонов.

Исследователи, возглавляемые Равитежем Уппу, использовали вычислительные модели, чтобы продемонстрировать, как минимизировать помехи и получить постоянный поток одиночных фотонов. Этот прорыв может сделать квантовые вычисления и коммуникации более надежными и безопасными, поскольку одиночные фотоны являются ключевым требованием для этих технологий. Работа также может помочь приблизить фотонную квантовую технологию к реальному использованию.

Результаты команды предполагают, что нежелательные фотоны, часто называемые "шумом", могут быть использованы для очистки квантовых систем вместо того, чтобы нарушать их. Тщательно настроив свет, исследователи смогли исключить шум и произвести более постоянный поток одиночных фотонов. Этот подход может быть особенно полезен в квантовых вычислениях, где даже небольшие количества шума могут существенно повлиять на производительность системы.

По словам Уппу, разработка этого метода является значительным шагом вперед для области квантовой технологии. "Эта работа показывает, что мы можем использовать те же самые фотоны, которые вызывают проблемы, чтобы фактически очистить систему", - сказал он. "Это прорыв для области квантовых вычислений и коммуникаций".

Использование одиночных фотонов в квантовой технологии имеет решающее значение для безопасной коммуникации и надежных вычислений. Одиночные фотоны могут быть использованы для кодирования и декодирования информации таким образом, что устойчиво к подслушиванию и помехам. Однако производство одиночных фотонов часто осложнено шумом, который может существенно повлиять на производительность системы.

Открытие исследователей Университета Айовы может иметь значительные последствия для развития квантовой технологии. Способность производить сверхчистый свет может позволить создать более надежные и безопасные квантовые вычислительные системы, а также более эффективные коммуникационные сети. Работа также может проложить путь для разработки новых квантовых технологий, таких как квантовая криптография и квантовая симуляция.

Результаты исследования были опубликованы в недавнем выпуске научного журнала, и исследователи в настоящее время работают над применением своего метода к реальным системам. Команда также исследует потенциальные применения своего открытия, включая разработку новых квантовых технологий и улучшение существующих систем.

В связанных новостях исследователи в других учреждениях также работают над разработкой новых методов для производства сверхчистого света. Хотя открытие команды Университета Айовы является значительным шагом вперед, вероятно, что дальнейшие исследования и разработки будут необходимы для полного реализации потенциала этой технологии.