Физики из института Вайнцмана (Израиль) продемонстрировали первый в мире фотонный маршрутизатор — квантовое устройство на единственном атоме, которое может направлять отдельные фотоны по одному из двух маршрутов.
Это научное открытие, о котором пишет журнал Science, представляет собой очередной шаг на длинной дороге к созданию квантовых компьютеров.
Центральный элемент маршрутизатора — атом, принимающий одно из двух состояний, в зависимости от того, с какого направления отправить на него фотон по оптоволоконному кабелю: справа или слева. В свою очередь, принявший определённое состояние атом направляет следующий фотон по определённому маршруту. В одном состоянии маршрутизатор пропускает фотон справа по кабелю налево, в то время как фотон слева отражается обратно и меняет состояние маршрутизатора. В другом состоянии всё наоборот: фотон слева продолжает путь направо, а фотон справа отражается и меняет состояние маршрутизатора.
Управление маршрутизатором осуществляется исключительно отдельными фотонами, не требуется никакое дополнительное оборудование.
«В каком-то смысле, устройство работает как фотонный эквивалент электронного транзистора, который меняет состояние электроцепи в зависимости от приложенного напряжения», — говорит д-р Барак Даян, руководитель отдела квантовой оптики в институте Вайнцмана.
Создание такого устройства стало возможным благодаря комбинации двух современных технологий. Первая — лазерное охлаждение атомов, что позволяет захватывать и контролировать их по отдельности. Вторая — изготовление высококачественный миниатюрных оптических резонаторов, которые внедряются непосредственно в оптоволокно и формируют стоячую световую волну.
