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Le fibre ottiche usate come memoria di massa.

Un sistema di memoria ottica interamente in fibra.

La luce si propaga nella fibra ottica a una velocità pari a 200.000 km / s. Quest’anno abbiamo dimostrato un modo per fermare e immagazzinare la luce all’interno della fibra e successivamente rilasciarla su richiesta, e quindi creare un sistema di memoria ottica all’interno della fibra stessa. 1

Questa capacità rappresenta un importante progresso nelle comunicazioni ottiche. Le fibre giacciono al cuore non solo del sistema mondiale di telecomunicazioni, ma anche di qualsiasi futuro Internet quantistico, 2 in cui l’informazione quantica viene trasportata e sincronizzata tra i nodi interconnessi. Le precedenti dimostrazioni di memoria ottica erano basate su insiemi di atomi a spazio libero, 3 non su un’implementazione guidata dall’onda compatibile con le fibre utilizzate nelle reti.

Al centro del dispositivo è una fibra commerciale, con una sezione corta allungata e ristretta a 400 nanometri di diametro. In quella sezione, la luce nella fibra può interagire in modo efficiente con una nuvola di atomi raffreddati al laser. Usando la tecnica della trasparenza indotta elettromagneticamente, ben nota nell’ottica dello spazio libero, ma precedentemente non combinata con un sistema di fibre, siamo stati in grado di rallentare l’impulso luminoso di 3000 volte e quindi di fermarlo completamente.

Le informazioni trasmesse dalla luce laser sono state trasferite agli atomi sotto forma di eccitazione collettiva, una grande sovrapposizione quantistica. Nel processo sono stati coinvolti circa 2.000 atomi di cesio molto vicini alla fibra. Successivamente, dopo un tempo programmabile, la luce fu rilasciata nella fibra, ricostituendo l’informazione codificata iniziale, che ancora una volta continuò il suo viaggio attraverso il resto della fibra. Abbiamo dimostrato tempi di conservazione fino a 5 μs, che corrisponderebbero a una distanza di percorrenza di 1 km se la luce non fosse stata fermata.

L’esperimento ha anche dimostrato che anche gli impulsi luminosi contenenti solo un singolo fotone possono essere memorizzati, con un rapporto segnale / rumore molto ampio. Questa funzione dovrebbe consentire l’uso di questo dispositivo come una memoria quantistica, un ingrediente essenziale per la creazione di future reti quantistiche.