پژوهشگران، روشی برای ذخیره‌ی اطلاعات کوانتومی با استفاده از نگارش الگوهای اسپین-موج روی مجموعه‌ای از اتم‌ها ارائه می‌دهند.

کوین کاکس^۱ از آزمایشگاه پژوهشی ارتش ایالات متحد^۲ در مریلند، شبکه‌ای کوانتومی را می‌پندارد که در آن، اطلاعات کوانتومی به جای ضبط در آرایه‌ای از کیوبیت‌های منفرد، روی یک پرده‌ی نقاشی از اتم‌ها نگارش می‌شوند. او و همکارانش عزم آن را دارند که پلتفورمی برای ذخیره‌ی برانگیختگی‌های کوانتومی به صورت الگوهای اسپین-موج در مجموعه‌ای از اتم‌ها که میان یک حفره‌ی اپتیکی نگه داشته شده‌اند، بسازند. اکنون این تیم با استفاده از ذخیره‌ی چهار موج اسپینی مستقل به این روش، تکنیک خود را نشان داده‌اند.

توان ذخیره‌ی اطلاعات در رایانه‌های کلاسیک، چنان که مرسوم است با افزودن بر تعداد بیت‌هایی که در بر دارند، افزایش می‌یابد. رایانه‌های کوانتومی علاوه بر آن می‌توانند کیوبیت به کیوبیت مقیاس‌بندی شوند؛ ولی برهم‌نهی کوانتومی، که نشان‌گذاری هم‌زمان چندین برانگیختگی کوانتومی روی یک گروه واحد از اتم‌ها را مجاز می‌کند، اجازه‌ی استفاده از امکان‌های دیگر را هم می‌دهد. یکی از این امکان‌ها، شامل ضبط اطلاعات به عنوان الگوها و رابطه‌ها در یک شبکه‌ی بزرگ به شیوه‌ای مشابه چگونگی ذخیره‌ی اطلاعات در مغز انسان است. روش اصطلاحاً «سهم‌بندی اسپین-موج»^۳ که در آن مجموعه‌ای از اتم‌ها با نورِ الگو-گرفته برانگیخته می‌شوند، راهی برای دست‌یابی به این هدف پیش رو می‌نهد.

کاکس و همکارانش در کارشان، مجموعه‌ای از یک میلیون اتم را به وسیله‌ی دو پرتو لیزر با یک موج اسپینی نشان‌گذاری می‌کنند؛ به این صورت که جریانی از اطلاعات در الگوی فاز کوانتومی یک گروه از اسپین‌ها ذخیره می‌شود. این پژوهشگران الگوی اسپین-موجی را که ساخته‌بودند، با تنظیم زاویه و فاز پرتوهای لیزر نسبت به همدیگر کنترل کردند. این تیم نشان داد که می‌تواند چهار موج اسپینی متفاوت را در حفره بگنجاند؛ ولی گفته‌اند که با بهبو‌د این تکنیک، می‌توانند تا ۱۰۰۰ موج اسپینی مستقل را ذخیره کنند.

این پژوهش در Physical Review Letters انتشار یافته‌است.

منبع: Scaling up Storage of Quantum Information

مرجع: In-Phase and Anti-Phase Synchronization in a Laser Frequency Comb

1. Kevin Cox

2. the U.S. Army Research Laboratory

3. spin-wave multiplexing