Zrobili ze światłem coś niebywałego. Rekord świata otwiera drzwi do kwantowej rewolucji

Z dnia na dzień – zapewne niewiele. W długofalowej perspektywie mówi się jednak o rewolucyjnym rozwiązaniu z zakresu wykonywania obliczeń kwantowych i rozwoju wydajniejszych komputerów kwantowych. To z kolei oznacza wielkie zmiany, nawet w codziennym życiu, przejawiające się projektowaniem nowych leków, materiałów czy udzielaniem odpowiedzi na najbardziej palące pytania dotyczące wszechświata.

Czytaj też: 119 dni eksperymentu zmieniły fizykę jądrową. Naukowcy dokonali niemożliwego

Chińczycy przechowywali światło przez ponad godzinę, co jest szczególnie imponujące, gdy mamy na uwadze fakt, jak wielkim wyzwaniem było to dla ekspertów z całego świata. Przełom nastąpił właśnie w Państwie Środka, a artykuł na ten temat jest dostępny w Nature Communications. Na czele zespołu badawczego zajmującego się tą sprawą stanął Liu Yulong. 

Zacznijmy od początku. Fotony są trudne w przechwytywaniu i przechowywaniu ze względu na to, jak szybko się przemieszczają. Obecnie dostępne technologie uniemożliwiały więc realizację tego zadania, dlatego naukowcy musieli znaleźć alternatywne wyjście z sytuacji. Postawili na konwersję sygnałów świetlnych na dźwiękowe. Te ostatnie są znacznie wolniejsze, dzięki czemu zdecydowanie łatwiej jest nimi zarządzać. 

Eksperymenty prowadzone przez Chińczyków doprowadziły do ustanowienia rekordu w zakresie najdłużej kontroli nad światłem

Do uwięzienia informacji występujących w formie światła chińscy badacze wykorzystali monokrystaliczną warstwę węglika krzemu. Takie medium okazało się kluczem do konwersji sygnałów świetlnych na dźwiękowe. Kryształy wspomnianego materiału wykazują wysoką przewodność cieplną i naprężenia w płaszczyźnie. Z tego względu często rozpatruje się je jako przydatne w odniesieniu do wytwarzania wysokiej jakości oscylatorów mechanicznych.

Monokrystaliczny węglik krzemu wykazuje również imponującą stabilność częstotliwości oraz minimalne straty wewnętrzne, dzięki czemu autorzy wspomnianego artykułu byli w stanie precyzyjnie kontrolować zachowanie światła. Jego przechowywanie – rekordowo długie w skali świata – trwało 4035 sekund. Jak podkreślają sami zainteresowani, wykorzystany materiał jest dodatkowo obiecujący ze względu na możliwość działania nawet w ekstremalnie niskich temperaturach.

Czytaj też: Gigantyczne złoża czarnego złota. Chiny odkrywają skarb ukryty pod dnem Zatoki Beibu

Dalsze starania ekspertów stojących za ostatnimi postępami mają skupiać się na wydłużeniu czasu przechowywania, zwiększeniu gęstości informacji i poprawie kompatybilności z innymi technologiami kwantowymi. Perspektywy są kuszące, ponieważ rozwój takich narzędzi naprawdę mógłby wyraźnie ułatwić nam codzienne życie.