Аракелян С.М. Квантовые вычисления и хранение информации в наноструктурированных материалах

А.В. Прохоров, А.П. Алоджанц, И.О. Баринов, А.Ю. Лексин, С.М. Аракелян
Владимирский государственный университет,
ВлГУ,600000, Владимир, ул. Горького, 84

В работе рассматривается задача распространения однофотонных импульсов света в оптических наноструктурированных средах, допированных атомами редкоземельных элементов. Особый интерес к таким системам связан с эффектами квантовой когерентности и интерференции в процессе поглощения и переизлучения света в многоуровневых атомных системах.

Развит нелинейный подход к когерентным резонансным атомно-оптическим взаимодействиям, который определяет новые возможности для управления амплитудно-фазовыми характеристиками и квантовыми флуктуациями пробного излучения посредством изменения параметров управляющего поля. Показано, что нелинейное кросс-взаимодействие однофотонных импульсов света приводит к формированию перепутанного состояния, которое может быть использовано для создания много-кубитного квантового процессора. Для этого предлагается использовать нелинейную модель многократных М-типа взаимодействий оптических полей с атомной системой. Получены необходимые условия и предложены принципиальные схемы реализации универсальных квантовых логических элементов с использованием перепутанных состояний света в допированных наноструктурированных оптических решетках и специальных процедур детектирования таких состояний [1].
Также предложен новый тип пространственно-периодической структуры (решеточные модели) — поляритонный кристалл, образованный двумерной решеткой удерживаемых двухуровневых атомов, взаимодействующих с электромагнитным полем в резонаторе (или в цепочке туннельно-связанных микрорезонаторов), и позволяющий полностью локализовать поляритоны в среде. На примере одномерного поляритонного кристалла выявлены условия получения квантового вырождения газа поляритонов нижней дисперсионной ветви, а также записи и хранения квантовой оптической информации для распространяющегося светового излучения [2].

Г.А. Бурмакин, М.Ю. Губин, А.В. Прохоров, С.М. Аракелян, Генерация поляризационно-сжатого света в допированных резонансных средах, Оптика и спектроскопия, 2010, в печати.

И.О. Баринов, А.П. Алоджанц, СМ. Аракелян, Возбуждение когерентных поляритонов в двухмерной решетке атомов, Квантовая электроника, т.39, с.685, 2009.

К списку тезисов конференции