Onderzoekers zeggen dat ze de uitlezing van gegevens uit digitale herinneringen aanzienlijk hebben kunnen verbeteren, dankzij kwantumverstrengeling.

Het onderzoeksteam, waaronder onderzoekers van het Italiaanse Instituut voor Metrologisch Onderzoek (INRIM) en de Universiteit van York, zeggen dat de bevindingen belangrijke toepassingen kunnen hebben voor digitale opslagapparaten, inclusief optische geheugens zoals cd- of BluRay-schijven.

Dit is de eerste experimentele demonstratie dat kwantumbronnen van licht de uitlezing van informatie uit digitale geheugens kunnen verbeteren. een vooruitgang die mogelijk kan leiden tot snellere toegang tot gegevens in grote databases en om geheugens met hogere capaciteiten te construeren in onze computers van de volgende generatie.

In een optisch geheugen, bits worden gelezen door een laserstraal over het reflecterende oppervlak van de schijf te laten schijnen. In het geheugen, elke microscopische cel heeft een van de twee mogelijke niveaus van reflectiviteit, die de waarden "nul" en "één" van een bit vertegenwoordigen.

Als resultaat, de door een cel gereflecteerde laserstraal kan meer of minder intens zijn, afhankelijk van de waarde van het bit. De intensiteit van de bundel wordt vervolgens geregistreerd door een detector en uiteindelijk vertaald in een elektrisch signaal.

Echter, wanneer de intensiteit van de laserstraal te laag wordt, bijvoorbeeld als gevolg van een verhoogde snelheid van de schijf, energieschommelingen verhinderen het correct ophalen van de bits, te veel fouten introduceren.

De studie toonde aan hoe dit probleem kan worden opgelost door gebruik te maken van meer geavanceerde lichtbronnen, waarbij het gebruik van kwantumverstrengeling de ongewenste fluctuaties volledig wegneemt.

De onderzoekers zeggen dat de gevolgen van het onderzoek veel verder gaan dan toepassingen op digitale herinneringen. In feite, hetzelfde principe kan worden gebruikt bij spectroscopie en het meten van biologische monsters, chemische verbindingen en andere materialen.

De regeling maakt ook de weg vrij voor niet-invasieve, ultragevoelige metingen door het optische vermogen sterk te verminderen zonder de hoeveelheid informatie die uit de systemen wordt teruggewonnen te verminderen.

Een ander veelbelovend perspectief dat door de onderzoekers is onderzocht, is om de methode uit te breiden tot de herkenning van complexe patronen in combinatie met moderne algoritmen voor machine learning, met mogelijke implicaties voor bio-imaging.

Professor Stefano Pirandola, van de afdeling Computerwetenschappen aan de Universiteit van York, zei:"Dit experiment laat eindelijk zien hoe we kwantumverstrengeling kunnen gebruiken om informatie van geheugenapparaten en andere fysieke systemen beter te lezen."

De bevindingen worden gerapporteerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .