Kina sätter världsrekord genom att ”fånga” ljus i 4 035 sekunder för att öka kvantinformationen
Forskare vid Beijing Academy of Quantum Information Sciences (BAQIS) har krossat världsrekordet för ljuslagring. Nyligen lyckades de hålla ljusbaserad information i oöverträffade 4 035 sekunder – över en timme.
Denna anmärkningsvärda bedrift representerar ett stort steg framåt i strävan att utnyttja kvantmekanikens kraft.
Traditionellt sett har lagring av ljus varit en formidabel utmaning. Fotoner, de grundläggande ljuspartiklarna, färdas i otroliga hastigheter, vilket gör dem notoriskt svåra att fånga och lagra. Dessutom är det inte möjligt att direkt lagra fotoner med nuvarande teknik.
Omvandling av ljussignaler till ljud
Forskargruppen övervann detta hinder genom att omvandla ljussignaler till ljudsignaler. Eftersom de är mycket långsammare är dessa ljudsignaler lättare att manipulera och lagra.
”Tänk på fotoner som små bollar som rör sig i höga hastigheter. När de kolliderar med en tunn film omvandlas ljusets amplitud, frekvens och annan information till ljudsignaler. Genom att lagra dessa ljudsignaler i filmen får vi ljuslagring, säger Li Tiefu, en annan forskare vid BAQIS.
Att använda en enkristall kiselkarbidfilm kan effektivt fånga ljusinformationen i materialets struktur.
”Nyckeln var att hitta ett medium som kunde omvandla ljussignaler till ljudsignaler, vilket effektivt ’fångade’ ljuset”, framhöll Xinhua.
”Kiselkarbidkristaller, kända för sin höga värmeledningsförmåga och stress i planet, är mycket lovande för utvecklingen av högkvalitativa mekaniska oscillatorer”, förklarade studien.
Övervinna tidigare begränsningar
Detta innovativa tillvägagångssätt överträffar tidigare försök som förlitade sig på material som metalliskt aluminium och kiselnitrid.
Dessa material lider av interna materialförluster och kan bara upprätthålla vibrationer under en bråkdel av en sekund. Detta begränsar kraftigt varaktigheten av lätt lagring.
De överlägsna egenskaperna hos enkristall kiselkarbid, inklusive dess exceptionella frekvensstabilitet och minimala interna förluster. Detta gjorde det möjligt för forskarna att uppnå en aldrig tidigare skådad lagringstid.
”Genom att dra nytta av extremt hög mekanisk frekvensstabilitet möjliggör detta gränssnitt justerbar ljusavmattning med gruppfördröjningar som sträcker sig upp till en imponerande varaktighet på en timme”, förklarade studien.
Dessutom presterar den enkristallina kiselkarbidfilmen även vid extremt låga temperaturer.
”Den höga värmeledningsförmågan hos mekaniska resonatorer av kubisk kiselkarbidkristall vid låga temperaturer säkerställer effektiv termalisering till millikelvinnivåer, vilket resulterar i exceptionell frekvensstabilitet och extremt liten ren avfasning”, tillade forskarna i studien.
Tillämpningar för kvantberäkning
De potentiella tillämpningarna av detta genombrott är långtgående. Möjligheten att lagra ljus under längre perioder kan revolutionera kvantdatorer och möjliggöra utvecklingen av kraftfullare och effektivare kvantdatorer.
Kvantdatorer, till skillnad från klassiska datorer, utnyttjar kvantmekanikens principer för att utföra komplexa beräkningar med oöverträffade hastigheter.
Forskarna fokuserar nu på att förlänga lagringstiden, öka informationsdensiteten och förbättra kompatibiliteten med andra kvantteknologier.
Lämna kommentar