{"id":18479,"date":"2011-07-09T22:14:28","date_gmt":"2011-07-09T19:14:28","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=18479"},"modified":"2011-08-08T22:25:29","modified_gmt":"2011-08-08T19:25:29","slug":"toatemperatuuril-tootav-kvantmalu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=18479","title":{"rendered":"Toatemperatuuril t\u00f6\u00f6tav kvantm\u00e4lu"},"content":{"rendered":"

Inglismaa f\u00fc\u00fcsikud leiutasid footonip\u00f5hise toatemperatuuril t\u00f6\u00f6tava kvantm\u00e4lu. L\u00e4bimurre v\u00f5ib aidata valmistada kvantvahev\u00f5imendi (quantum repeater device), mis v\u00f5imaldaks pidada kvantinformatsiooni kaugsidet.<\/strong><\/p>\n

Footonitega andmeedastuse eeliseks on t\u00f5siasi, et footonid v\u00f5ivad l\u00e4bida pikki vahemaid astumata seejuures ainega vastastikm\u00f5jusse. V\u00e4hene interaktsioon keskkonnaga v\u00f5imaldab kvantbittidel ehk kvibititel (quibit \u2013 t\u00f5lkija keelend) j\u00e4\u00e4da teiste omasugustega paardunud olekusse, mis on andmeedastuses \u00e4\u00e4rmiselt oluline. Kvantandmesidel on palju rakendusi, n\u00e4iteks kr\u00fcptograafias.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Skeem footoni s\u00e4ilitamiseks toatemperatuuril.<\/p><\/div>\n

Keskkonnas hajudes footoni kvantolek siiski ajapikku muutub. N\u00e4iteks l\u00e4bides sadu kilomeetreid optilist kaablit oleks vajalik kasutada vahev\u00f5imendit, mis n\u00f5rgenenud signaali tugevdaks. Kvantvahev\u00f5imendi \u00a0loeb saadud andmed, talletab need hetkeks ja saadab siis v\u00e4rskena teele. \u201dNii v\u00f5ib kvibitite paardunud olekut s\u00e4ilitada suhteliselt kaugemate vahemaade l\u00e4bimisel,\u201d lisab \u00fcks idee autoritest, Oksfordi \u00fclikooli teadlane, Lan Walmsley.<\/p>\n

Keeruline parandada<\/strong><\/p>\n

Footoneid talletav ja edastav kvantm\u00e4lu on v\u00f5imendi olulisim osis. Senivalmistatud kvantvahev\u00f5imendid t\u00f6\u00f6tavad madalatel temperatuuridel ja r\u00f5hkudel. Lisaks on puudusteks kitsas kasutatavate footonite energiaspekter ja andmetalletuse l\u00fchike kestvus. Walmsley arvates pole taoliste kohmakate s\u00fcsteemide laiahaardeline kasutamine m\u00f5istlik, sest ookeani p\u00f5hjas kulgevate andmekaablite ja kr\u00fcoseadmete parandamine on keeruline.<\/p>\n

Tulevikus valmistatavad kvantvahev\u00f5imendid peaksid olema suutelised andmeid talletama oluliselt kauem kui saabunud signaali pikkus. V\u00f5imendis kasutatavate footonite energiaspektri laiendamine on omaette eesm\u00e4rk. Lai spekter v\u00f5imaldab suurendada v\u00f5imendi m\u00e4lu mahtu. Pikk hoiuaeg aga koguda signaali v\u00f5imendamiseks vajalikke sarnaste kvantolekutega footoneid.<\/p>\n

Eesm\u00e4rgi poole p\u00fc\u00fceldes muutis Walmsley koos t\u00f6\u00f6r\u00fchmaga tseesiumi aatomite pilve kvantm\u00e4luks, mille t\u00f6\u00f6temperatuur on 62 \u00b0C. Vastupidiselt eelnenud kvantm\u00e4ludele ei pea Walmsley valmistatud m\u00e4llu p\u00fc\u00fctavad ja talletatavad footonid olema h\u00e4\u00e4lestatud sagedusele, mida tseesiumi aur neelduma soostuks. Uudse l\u00e4henemisena muudab infrapunalaseri pulss infofootoni \u201cspinn-laineks\u201d (spin wave), mis haaratakse vastavalt tseesiumi elektroni ja tuuma spinnolekutele.<\/p>\n

Must v\u00e4rv<\/strong><\/p>\n

Wamsley v\u00f5rdleb tseesiumi aatomite pilve l\u00e4bipaistva klaasplaadiga. Laserimpulss v\u00e4rvib klaasi mingi osa \u201cmustaks\u201d, mis seet\u00f5ttu neelab pealelangeva valguse. Must plekk aknaklaasil kiirgaks pealelangeva kiirguse soojusena, infrapunalaseriga m\u00e4rgistatud kvantm\u00e4lus seevastu pealelangenud footonid talletatakse.<\/p>\n

Ligi 4 mikrosekundit p\u00e4rast footoni haaret muudab j\u00e4rjestikune laserpulss spinn-laine tagasi footoniks ja tseesiumipilve valgusele l\u00e4bipaistvaks. Uurijate s\u00f5nul peaks olema v\u00f5imalik praegust 30% valguse neeldumise efektiivsust laserimpulsside tugevuse muutmisega t\u00f5sta. Footonite hoiustusaega saaks parandada parema varjestusega v\u00e4liste magnetv\u00e4ljade vastu, mis tseesiumi aatomite spinne h\u00e4irivad.<\/p>\n

Heisenbergi m\u00e4\u00e4ramatuseprintsiibi (loe siit<\/a>) t\u00f5ttu ei oma \u00fclil\u00fchikesed footonimpulsid kindlat energiat, mille t\u00f5ttu on vajalik, et talletatav spekter oleks lai. T\u00f6\u00f6r\u00fchma liikme Ben Buchleri s\u00f5nul praegustel k\u00f5rge efektiivsusega m\u00e4ludel pole veel laia salvestamise spektrit.<\/p>\n

M\u00fcra ei ole probleem<\/strong><\/p>\n

Taustam\u00fcra ja tseesiumi pilves tekitatud liigsed footonid \u00a0p\u00f5hjustavad toatemperatuursetele m\u00e4ludele lisaprobleeme, kuid absoluutsel nulltemperatuuri piirkonnas m\u00fcra lakkab. Oxfordi \u00dclikooli katses kasutatud footonite energiad on aga tseesiumipilve loomulikest neeldumisenergiatest k\u00f5rgemad, mist\u00f5ttu on m\u00fcratundlikkus v\u00e4ike isegi toatemperatuuril.<\/p>\n

Hispaania IPSB (Institute of Photonic Sciences in Barcelona) Instituudi teadlane Hugues de Riedmatteni v\u00e4itel n\u00e4itasid Oxfordi teadlased, et nende katses esinev m\u00fcra on katse seadistusest s\u00f5ltumatu. Edasisel m\u00fcra v\u00e4hendamise luhtumisel on Riedmatteni s\u00f5nul andmeedastus suurtes v\u00f5rgustikes v\u00e4het\u00f5en\u00e4oline. \u201cSellest hoolimata on tegemist suure saavutusega,\u201d lisab ta.<\/p>\n

Allikas: PhysicsWorld<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Inglismaa f\u00fc\u00fcsikud leiutasid footonip\u00f5hise toatemperatuuril t\u00f6\u00f6tava kvantm\u00e4lu. L\u00e4bimurre v\u00f5ib aidata valmistada kvantvahev\u00f5imendi (quantum repeater device), mis v\u00f5imaldaks pidada kvantinformatsiooni kaugsidet. Footonitega andmeedastuse eeliseks on t\u00f5siasi, et footonid v\u00f5ivad l\u00e4bida pikki vahemaid astumata seejuures ainega vastastikm\u00f5jusse. V\u00e4hene interaktsioon keskkonnaga v\u00f5imaldab kvantbittidel ehk kvibititel (quibit \u2013 t\u00f5lkija keelend) j\u00e4\u00e4da teiste omasugustega paardunud olekusse, mis on andmeedastuses \u00e4\u00e4rmiselt […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":18480,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[79],"class_list":{"0":"post-18479","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-kvantarvutid","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/18479","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=18479"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/18479\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/18480"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=18479"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=18479"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=18479"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}