Тепер ми можемо простіше маніпулювати окремими атомами

КВАНТОВОЇ КОНТРОЛЬ. Якщо ми хочемо, щоб квантові комп'ютери стали більш витонченими - що, так, ми безумовно робимо - ми повинні мати можливість маніпулювати квантовим світом. Програмування квантового комп'ютера означає, що ми повинні мати можливість точно розташувати окремі атоми, що не так просто. Але тепер дослідники з Університету Парижа-Саклан розробили кращий спосіб зробити саме це.

В середу в журналі Nature опублікована стаття з цього питання.

НАСТУПНИЙ РОЗМІР. Прямо зараз, ми можемо розташувати атоми в різні одномірні і двовимірні масиви за допомогою оптичних пінцет, інструментів, які захоплюють атоми на місці з використанням високоосновних лазерних променів.

Французькі дослідники з'ясували, що вони можуть відображати лазер від просторового світлового модулятора (пристрій, яке може зробити промінь світла більш або менш інтенсивним), а потім переорієнтувати його на створення тривимірних масивів, які можуть захоплювати атоми.

Як тільки у них були свої атомні масиви, щоб діяти як будівельні ліси, дослідники могли б змушувати атоми заповнювати їх. «Ми спочатку випадковим чином завантажуємо і наполовину заповнюємо ці пастки холодними атомами рубідію», - сказав провідний автор дослідження Даніель Барреда в «Світ фізики».

Потім команда використовувала оптичні пінцети, щоб переставити атоми всередині пастки, але вони хотіли, переміщаючи їх з одного місця в масиві на інше. В кінцевому рахунку, дослідники змогли зробити атомні масиви, що містять 72 атома.

МОЖЛИВІ АТОМИ. Мало того, що дослідники могли розташувати атоми, але вони вважали за потрібне (як вони вважали, що це було в формі Ейфелевої вежі, звичайно), вони могли навіть «заплутувати» пари атомів всередині масиву. Їм просто потрібно було замкнути кожен атом лазером, щоб порушити один з його електронів (створюючи так зване порушення Ридберга), і атоми могли б потім обмінюватися спинами.

«Масиви нейтральних атомів, порушуваних ридберговских станами, останнім часом стали дуже перспективною платформою для квантового моделювання великих фізичних систем», - сказав Барреда. «До сих пір, однак, найбільші квантові симуляції, які могли бути виконані з використанням цих систем, включали близько 50 кубітів в 1D і 2D геометрії».

«Доступ до третього виміру, як ми досягли в цій роботі, не тільки дозволяє збільшити ці кубіти (до 72 атомів в нашому випадку), але і відкриває шлях для моделювання більш складних фізичних явищ реального світу і матеріали».

Джерела: Chemistry World