4035 секунд: китайские ученые установили новый мировой рекорд по продолжительности "хранения света" на пленке

Пекин, 5 марта /Синьхуа/ -- Китайские ученые добились значимого прорыва в развитии технологий "хранения света", установив новый мировой рекорд по продолжительности его хранения в течение впечатляющих 4 035 секунд.

Новые результаты исследования, проведенного в основном учеными из Пекинской академии квантовой информационной науки /BAQIS/, были опубликованы в международном научном журнале Nature Communication.

"Хранение света остается головоломкой для мирового научного сообщества", - отметил старший научный сотрудник указанной академии и первый соавтор исследования Лю Юйлун, добавив, что фотоны, или частицы света, движутся с невероятной скоростью, из-за чего их практически невозможно захватить, а хранить - еще труднее.

Для решения этой проблемы ученые обратились к звуковым сигналам, которые двигаются гораздо медленнее и проще хранятся, поэтому они прибегли к поиску среды, через которую фотонные сигналы преобразуются в звуковые с их последующим хранением. В качестве такой среды была определена пленка.

"Можно представить фотоны как крошечные шарики. Когда они в быстром движении наталкиваются на пленку, их амплитуда, частота и другие физические данные превращаются в звуковые сигналы. Путем хранения этих сигналов на пленке мы и осуществили хранение света", - рассказал ведущий научный сотрудник академии Ли Тефу.

Для того чтобы "удержать свет", ученые из разных стран тестировали пленки из различных материалов, таких как металлический алюминий и нитрид кремния. Однако из-за внутренних потерь этих материалов пленки из них могли поддерживать вибрации в течение очень короткого времени, что, следовательно, ограничивало время хранения данных до не более одной секунды. Это препятствие побудило исследовательскую команду указанной академии к поиску новых инновационных материалов с улучшенными свойствами.

Среди ряда испытуемых материалов, включая алмаз и нитрид галлия, исследовательская команда в конечном итоге выделила пленку из монокристаллического карбида кремния, которая с лучшей внутренней текстурой проявила такие идеальные свойства, как более стабильные частоты и минимальные внутренние потери.

Свойства такой пленки позволили китайским ученым осуществить хранение данных продолжительностью до 4 035 секунд, что значительно превзошло предыдущие достижения.

Примечательно также то, что пленка из монокристаллического карбида кремния, как доказало тестирование, способна сохранить вышеназванные превосходные свойства даже при экстремально низкой температуре. Это делает ее потенциальным материалом для применения в квантовых компьютерах, работающих, как правило, в условиях очень низкой температуры, например, тех компьютерах, которые основаны на сверхпроводниковых системах, топологических системах и полупроводниковых квантовых точках.

В будущем исследовательская команда готова улучшить свойства девайса, повышая его продолжительность и плотность хранения данных и укрепляя его совместимость с другими квантовыми компонентами, чтобы предоставить высокопроизводительную физическую платформу для квантовых вычислений и заложить прочную основу для формирования квантовой информационной сети.