Однофотонная передача данных: подробности

Группе ученых под руководством проф. Джона Ховелла (John Howell) из Рочестерского университета удалось записать изображение, состоящее из нескольких сотен пикселей с помощью одного фотона. В эксперименте использовались 100 фотонов, которые накапливались и удерживались некоторое время в небольшой ячейке, после чего с их помощью восстанавливалось изображение, при этом не происходило потери информации.

Как сообщается в пресс-релизе Рочестерского университета, для получения изображения группа д-ра Ховелла пропускала световой импульс размером в один фотон через трафарет с буквами U и R - аббревиатурой университета. Фотон, проявляя волновые свойства, проходил сразу через все точки трафарета, сохраняя информацию о нем.

После этого фотон поступал в ячейку, заполненную газообразным цезием при температуре 100 С, где световой импульс замедлялся и сжимался, благодаря чему внутри небольшой трубки удалось поместить множество импульсов одновременно. Ученым удалось задержать световые импульсы на 100 нс и сжать их до 1% от их начального размера.

Сжатый импульс полностью соответствует оригиналу: сохраняется фаза и амплитуда начального импульса, при этом не наблюдается искажений и дополнительной дифракции.

Хотя изображение, которое использовалось при тестировании новой технологии, состояло всего из нескольких сотен пикселей, ученые уверены, что с помощью этого метода удастся записывать и считывать гораздо большие количества информации. В настоящее время ученые ведут работу по двум параллельным направлениям: пытаются замедлить 10 импульсов на несколько миллисекунд и удержать 10 тыс. импульсов в течение 1 нс.