Субмикроскопический ленточный конвейер может транспортировать отдельные атомы, насколько сантиметр, исследователи сообщают в выпуске 14 июня Science Express. Прорыв, полагающийся на взаимодействие между двумя противостоящими лазерными лучами, может открыть маршрут к строительству квантовых компьютеров из нейтральных атомов.
В течение прошлых 15 лет физики заманили в ловушку атомы с лазерными лучами, и позже они изучили, как переместить их в группы. Они выравнивают два перекрывания и противоположно направленные лучи с той же частотой так, чтобы вмешательство волн создало образец электрической полевой интенсивности, напоминающий морщины в стиральной доске.
Область проявляет силу, тянущую нейтральные атомы к пикам высокой интенсивности.Система работает хорошо на перемещение нескольких атомов за один раз – несмотря на то, что они не могут учитываться точно, сколько – но изоляция и транспортировка некоторые за один раз являются трудными, немного как попытка нести наперсток, полный воды через неистовый шторм на лодке.
И подсчет их еще более труден. «Они никогда не знали точно, сколькими атомы были там», объясняет Гарольд Меткалф, физик в государственном университете Нью-Йорка, Каменного Ручья.Теперь, бригада во главе с физиком Стефаном Кахром из Боннского университета в Германии выдвинула этот основной метод к своему высшему уровню точности все же, отловив и неся единственный цезиевый атом.
Одной главной особенностью является магнитная западня, которая может быть открыта для плевания единственным цезиевым атомом в пересеченные лазерные лучи. Пара луча заманивает в ловушку атомы, и затем бригада может изменить частоту одного лазера немного для перемены образца вмешательства вдоль светового пути, несущего вдоль заманенных в ловушку цезиевых атомов. «Мы можем использовать это в качестве ленточного конвейера для размещения отдельных атомов, где мы хотим их», говорит Кахр.
Второе улучшение – оптическая система, считающая заманенные в ловушку атомы путем измерения люминесцентной лампы, испускаемой цезием – убедила других физиков, что бригада может поймать единственный атом. «Их результаты окончательны», говорит Меткалф. Следующий шаг Кахра должен поместить два атома между парой зеркал и позволить им обменять фотоны.
Простая система с двумя атомами могла стать моделью для основных стандартных блоков квантового компьютера, использующего фотоны для обмена информации, хранившей в единственных атомах.