Команда учёных из Института Вейцмана, Израиль, разработала и продемонстрировала устройство, основанное на одном атоме, способном находиться в двух состояниях и в зависимости от этого отражать или передавать дальше единичные фотоны без влияния каких-либо дополнительных полей. Судя по всему, это первое в мире полностью фотонное (никакой электроники: одиночный атом, оптоволокно и оптический микрорезонатор) приспособление для передачи информации.
Если атом пребывает в одном состоянии, фотон, исходящий справа, продолжит движение влево и поменяет состояние атома. Во втором состоянии атом пропускает все фотоны слева, но отражает фотоны справа. Это меняет его состояние вновь.
«В некотором смысле, устройство выступает в качестве фотонного эквивалента электронного транзистора или двухпозиционного переключателя», — сказал доктор Барак Даян, руководитель группы квантовой оптики Института Вейцмана.
Он добавил, что если атом, по существу, функционирует как транзистор для фотонов, то фотоны, в свою очередь, могут управлять атомом как маршрутизатором, а также нести информацию. Исследователи считают, что фотоны в таком устройстве могут осуществлять маршрутизацию и коммутацию между квантовыми системами, так как они не взаимодействуют друг с другом, а их взаимодействие с другими частицами является слабым.
«Дорога к созданию квантовых компьютеров ещё очень длинная, но устройство, которое мы построили, являет собой пример простой и надёжной системы, которая может быть применена к любой будущей архитектуре таких компьютеров», — сказал Даян. В будущем исследователи собираются расширить список устройств, работающих исключительно на фотонах; в ближайших планах: новые виды квантовой памяти и логических вентилей».
