Физики записали информацию на атом

Ученым удалось разработать способ записи информации на атом рубидия. Подобная разработка является важным шагом к созданию полноценных квантовых компьютеров. Если на ее основе удастся создать устройство, способное производить квантовые вычисления, то оно сможет превзойти все имеющиеся на данный момент суперкомпьютеры.

Недавно группе физиков из института Макса Планка в Германии удалось "записать" информацию о квантовом состоянии фотона в атом рубидия и затем считать ее обратно. Этот успех стал ещё одним шагом на пути к созданию квантового компьютера. Теперь уже можно говорить о том, что эта идея в ближайшем будущем сможет воплотиться в конкретное устройство.

Об основных принципах функционирования квантового компьютера "Правда.Ру" уже неоднократно писала (читайте, например, "Квантовые компьютеры появятся в России"). Однако пока что основной проблемой, тормозящей создание этого уникального вычислительного устройства, является отсутствие соответствующих материалов, на которых могла бы записываться информация, с которой работает этот компьютер.

Напомню, что одним из возможных кандидатов на роль такого устройства считается квантовая точка. Она представляет собой чрезвычайно маленький фрагмент полупроводникового материала, в котором возможно возникновение квантовых эффектов в частности, так называемых "суперпозиций " (о том, что это такое, читайте в статье "От квантового фильтра к квантовому компьютеру"). Исходя из этого, немецкие физики предположили, что такой квантовой точкой вполне может быть обыкновенный атом. Их выбор остановился на атоме рубидия.

Известно, что данный элемент достаточно легко отдает единственный электрон внешней оболочки (ее конфигурация 5s¹). Именно поэтому его часто используют для производства катодов для фотоэлементов, а также добавляют также в газоразрядные аргоновые и неоновые трубки для усиления интенсивности свечения. Этот неустойчивый электрон может взаимодействовать с фотонами — элементарными частицами, являющимися переносчиками электромагнитного излучения. А ведь именно их и предполагают использовать в квантовых компьютерах в качестве импульсов, переносящих информацию.

Итак, ученые сгенерировали один фотон и направили его на атом рубидия. Поскольку, как мы помним, данная частица не обладает ни зарядом, ни массой, то оторвать внешний электрон от атома она не смогла. Однако ученые предположили, что взаимодействие двух этих частиц не пройдет бесследно — по их мнению, электрон обязательно должен будет запомнить то, в каком квантовом состоянии находился фотон.