Mokslininkai akimirkai sustabdė šviesą
Šviesa yra esminė kvantinės komunikacijos sudedamoji dalis, bet ji turi vieną didelį trūkumą – juda dideliu greičiu (apie 300 tūkstančių km/s) ir neturi pastovios būklės, kurioje gali būti saugoma. Vienos technologijų universiteto mokslininkų grupė sugebėjo pademonstruoti, kad ši problema gali būti išspręsta ir ne tik siauroje srityje naudojamose sudėtingose kvantinėse sistemose, bet ir tradiciniuose optinių skaidulų tinkluose, kuriais jau dabar naudojasi dauguma interneto paslaugų tiekėjų.
Į įprastinį stiklo pluoštą išradėjai įšvirkštė priedų, kurie šviesos greitį sumažino iki 180 km/h. Be to, mokslininkams pavyko šviesą akimirkai visiškai sustabdyti ir po to atnaujinti jos judėjimą. Tai svarbus pasiekimas, priartinantis vadinamojo kvantinio interneto sukūrimą naudojant optinį pluoštą, kuriame kvantinė informacija gali „teleportuotis“ tolimais atstumais.
Dar iš mokyklos fizikos kurso žinoma, kad šviesos greitis šiek tiek sumažėja, kai spinduliai juda aplinkoje besiskiriančioje nuo vakumo, pavyzdžiui, vandenyje ar stikle. Jis sumažėja dėl kad fotonų sąveikos su medžiagos atomais. Minėtame eksperimente šį poveikį daug kartų sustiprino. Tai buvo pasiekta į labai smulkų stiklo pluoštą pridėjus cezio atomų. Kai lazerio spindulys praeina pro terpę, fotonų energija sugeriama, o tai iššaukia perėjimą iš žemos energijos būsenos į aukštą. Tačiau sugerta šviesa bet kuriuo metu gali būti nevaldomai „išmesta“, todėl toks metodas neturėtų jokio praktinio panaudojimo. Tam kad pašalinti šį trūkumą mokslininkai panaudojo papildomą kontrolės lazerį, kuris perveda atomus į trečiąją būklę. Šių trijų kvantinių būklių dėka mokslininkai gali kontroliuoti sukurtas struktūras ir dabar yra galimybė fotonus tam tikrą laiką (apie dvi mikrosekundes) išsaugoti. „Sugauti“ fotonai po dviejų mikrosekundžių buvo sugrąžinti į įprastą pluoštą, išlaikant jų savybes, kurios yra labai svarbi kvantinės komunikacijos sąlyga.
Įdomu, kad kvantinis ryšys tarp abonentų yra patikimesnis informacijos saugumo požiūriu, nes perimti pranešimą ir likti nepastebėtam nepavyks dėl pagrindinių kvantinės fizikos dėsnių.