Zespół finansowanych ze środków unijnych naukowców po raz pierwszy przeprowadził z powodzeniem doświadczenie stałej stabilizacji stanu kwantowego - coś o czym marzył sam Albert Einstein.

Wszystkim znane są słowa Einsteina, który oświadczył, że chce spułapkować foton w skrzynce przez około jedną sekundę, a teraz zespołowi francuskich naukowców udało się posunąć o jeden krok dalej i utrzymać stałą liczbę fotonów w wysokiej jakości wnęce mikrofalowej w sposób stały - jak to opisują w nowym raporcie z badań opublikowanym w czasopiśmie Nature.

Badania prowadzone przez naukowców z Laboratoire Kastler Brossel w Paryżu otrzymały dofinansowanie w ramach projektu AQUTE (Atomowe technologie kwantowe), który uzyskał wsparcie w wysokości 5.300.000 EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" Siódmego Programu Ramowego (7PR) Komisji Europejskiej.

Ponadto naukowiec pracujący nad projektem, Serge Haroche z Centre National de la Recherche Scientifique, otrzymał 2,5 mln EUR dofinansowania w postaci grantu dla doświadczonych naukowców Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN). Dofinansowanie to stanowiło element projektu DECLIC (Badanie dekoherencji światła we wnękach).

Opierając się na przełomie, jakiego dokonali cztery lata temu, kiedy obserwowali setki razy jeden i ten sam foton mikrofalowy spułapkowany w skrzynce, w ramach tych badań naukowcy ustabilizowali konkretną liczbę fotonów w "skrzynce fotonowej" - wnęce utworzonej z dwóch luster nadprzewodnikowych. Po raz pierwszy przeprowadzono pełne doświadczenie stabilizacji kwantowej.

Zwykle foton - podstawową jednostkę światła - można zaobserwować jedynie podczas znikania. Oko absorbuje fotony, niszczy je i przekłada informacje, której są nośnikiem w trakcie ich zapisywania.

Stabilizacje odgrywają ogromną rolę w naszym codziennym życiu, gdyż zapewniają funkcjonowanie wielu systemów, które nas otaczają, takich jak piekarnik, gdzie temperatura ogrzewania zależy od nastawionej wartości. Dopóki nie zostanie osiągnięta żądana temperatura piekarnik będzie się nagrzewać a następnie utrzymywać swój stan zgodnie ze wskazaniami termostatu.

Nadrzędnym celem projektu DECLIC jest poznanie przejścia od urządzeń kwantowych do klasycznych. Informacje kwantowe rozwijają się, by budować rozległe systemy kwantowe na potrzeby zadań w komunikacji i informatyce, które są poza zasięgiem klasycznych urządzeń, niemniej pozostają pytania dotyczące tego, czy może istnieć inny mechanizm odpowiedzialny za znikanie superpozycji stanów w skali makroskopowej, obok dekoherencji indukowanej przez środowisko.

Projekt DECLIC, który będzie realizowany do 2015 r., ma badać dynamikę pól spułapkowanych we wnękach i analizować ich dekohrenecję z różnych perspektyw. Wprowadzi nowe sposoby generowania nieklasycznych stanów z dużą liczbą fotonów składowanych w jednej wnęce lub nielokalnie podzielonych między dwie.

Głównym celem projektu AQUTE jest opracowanie technologii kwantowych opartych na systemach atomowych, molekularnych i optycznych (AMO) na potrzeby skalowalnej informatyki kwantowej i technologii bazujących na splątaniu, takich jak metrologia czy odczyt fizyczny.

Ponadto naukowcy zajmujący się różnymi projektami dofinansowywanymi w ramach programu AQUTE dążą do ustanowienia i wykorzystywania nowych powiązań interdyscyplinarnych wynikających z fizyki AMO oraz koncepcji i eksperymentalnych środowisk układów stanu stałego, aby zacieśnić interdyscyplinarne relacje na styku informatyki kwantowej i innych obszarów fizyki. W projekcie AQUTE, który będzie realizowany do 2013 r., biorą udział naukowcy z Australii, Austrii, Danii, Francji, Hiszpanii, Niemiec, Singapuru, Szwajcarii, USA, Wlk. Brytanii i Włoch.

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Dalsze informacje: Centre National de la Recherche Scientifique

Referencje dokumentu: Sayrin, C., et al. (2011) 'Real-time quantum feedback prepares and stabilizes photon number states', Nature, 477, 73-77. Doi:10.1038/nature10376.