Cómo almacenar imágenes en una nube de átomos en movimiento
Generación de la prueba, escritura y haces individuales de lectura (crédito: Jeremy B Clark, Quentin Glorieux and Paul D Lett/New Journal of Physics)
Científicos en el Joint Quantum Institute (JQI) del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y la Universidad de Maryland demostraron que pueden almacenar imágenes visuales en una delgada capa de vapor compuesta de átomos de de rubidio.
Este esfuerzo puede ser extremadamente útil para la creación de computadoras cuánticas.
Su estudio se basa en un método desarrollado en la Universidad Nacional Australiana, donde un grupo de científicos mostró que el vapor de rubidio podía ser manipulado de maneras interesantes utilizando campos magnéticos y láser.
El vapor está contenido en un pequeño tubo y se encuentra magnetizado, y un pulso de rayo láser compuesto de múltiples frecuencias de luz se dispara a través del tubo.
El nivel de energía de cada átomo de rubidio cambia dependiendo de qué frecuencia sea que lo golpee, y estos cambios dentro del vapor se convierten en una especie de huella de las características del pulso disparado.
Si la orientación del campo varía, un segundo disparo a través del vapor hace se regrese a las características tomadas en el primer pulso –en esencia, una lectura de la huella original.
“En nuestro trabajo, hemos tomado esta misma idea y la aplicamos para almacenar una idea –básicamente damos el siguiente paso, en lugar de un pixel almacenamos cerca de 100”, dijo Paul Lett, físico participante en este proyecto. “Al modificar esta técnica, hemos podido almacenar una imagen en el vapor y extraer partes de la misma en tiempos distintos”.
Este es un aumento substancial en la cantidad de información que puede almacenarse y ser manipulada usando este método. Sin embargo, debido a que los átomos de vapor están siempre en movimiento, la imagen sólo puede almacenarse por unos 10 milisegundos y las modificaciones realizadas a la técnica original introdujeron demasiado ruido en la señal láser como para que sean utilizadas en la práctica.
“Lo que hemos hecho aquí es almacenar una imagen utilizando física clásica. Sin embargo, nuestro objetivo mayor es almacenar información cuántica, que sería indispensable para una computadora cuántica”, dijo. “La medición de como se comportan los átomos de rubidio a medida que los manipulamos nos enseña la manera en que podríamos usarlos como bits cuánticos y los problemas que podrían presentar. De esta manera, cuando alguien construya un sistema de estado sólido para una computadora completa, sabremos como manejarlo de manera más efectiva”.
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