Photonen als Datenspeicher

Forscher verzögern Lichtpulse mit Cäsium-Gas

Forschern an der Universität Rochester ist es gelungen, die Daten eines kompletten Bildes in einem einzelnen Photon zu speichern und wieder auszulesen. Der Ansatz könnte helfen, per Licht übertragene Daten zwischenzuspeichern, könnte sich aber auch eignen, um große Datenmengen in wenigen Photonen dauerhaft abzulegen.

Im ersten Test wurden die Buchstaben "UR" für Universität Rochester gespeichert, bestehend aus wenigen hundert Pixeln. Die Daten wurden als Lichtpuls in einer etwa 10 cm langen Zelle gespeichert. In der Zelle befand sich 100 Grad heißes Cäsium-Gas, womit der Puls ausgebremst wurde. Die Zelle kann aber mehrere Pulse speichern.

Original (links) und gespeichertes Bild (rechts)

Im Versuchsaufbau wurde der Lichtpuls durch einen Strahlenteiler geschickt, um den gespeicherten Lichtpuls mit dem Original zu vergleichen. Dabei glich das zwischengespeicherte Bild nahezu dem Original, Phase und Amplitude blieben erhalten. John Howell, der das Forschungsteam leitet, will auch nachweisen, dass die Quantenverschränkung dabei erhalten bleibt.

Bislang gelang es Howell und seinem Team, Lichtpulse um 100 Nanosekunden zu verzögern und auf 1 Prozent ihrer ursprünglichen Länge zu komprimieren. Derzeit wird daran gearbeitet, Dutzende von Pulsen für mehrere Millisekunden sowie mehrere 10.000 Pulse um bis zu eine Nanosekunde zu verzögern. Howell will zudem sehen, ob sich der Ansatz auch für eine permanente Datenspeicherung nutzen lässt.