Во многих играх с мячом используется бросок мяча каким-нибудь из способов и поимка этого мяча, к примеру, в бейсбольную перчатку-ловушку. И ученые из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) продемонстрировали еще один вид игры в мяч, только в качестве мяча в данном случае использовался единственный атом, а бросок и ловля этого атома-мяча производилась при помощи света.
Эта самая маленькая в мире игра в мяч была реализована при помощи оптических ловушек, в которых используется луч сфокусированного лазерного света, позволяющий захватывать и удерживать крошечные объекты. Ранее оптические ловушки уже использовались для улавливания и перемещения отдельных атомов, и данный случай является первыми разом, когда атом получил направленный толчок, покинул пределы одной ловушки и был пойман другой ловушкой.
В своих экспериментах корейские ученые использовали атом рубидия, охлажденный до температуры, близкой к абсолютному нулю. Затем, при помощи лазера с длиной волны 800 нм были созданы оптические ловушки, в одной из которых был заключен атом рубидия. Далее ловушка начала перемещаться, разгоняя атом и была отключена. Атом преодолел расстояние 4.2 микрометра, двигаясь со скоростью 65 сантиметров в секунду, и попал точно во вторую ловушку, которая была включена в нужный момент и начала замедляться до полной остановки атома.
«Такие летающие атомы-мячи могут стать основой новых типов динамических квантовых вычислений, когда конфигурация вычислительной системы, основанная на местоположении каждого атома-кубита, может меняться в свободном порядке» — пишут исследователи, — «Это также может быть использовано для создания столкновений атомов и создания молекул сложных химических соединений атом за атомом».
Данные исследования являются частью более масштабного проекта в области квантовых вычислений, в котором используются оптические ловушки, позволяющие строить трех- и двухмерные матрицы из атомов. «Мы очень часто сталкиваемся с ошибками при создании матриц» — пишут исследователи, — «И мы искали эффективный способ коррекции дефективной матрицы без необходимости перемещения большого количества атомов, что может приводить к возникновению еще большего количества дефектов».
В качестве проверки нового метода манипулирования атомами и демонстрации его возможностей ученые, помимо «бросков и ловли» атомов, показали, что атомы могут перебрасываться через другую постоянно включенную оптическую ловушку, они не затрагиваются другими атомами, встречающимися им по пути. Так же было продемонстрировано создание матриц атомов и коррекция имеющихся в них дефектов.
Пока точность работы данного метода, т.е. успешный бросок и улавливание атома, составляет 94 процента. Но корейские ученые уже работают над совершенствованием этой технологии с целью получения 100-процентной точности ее работы.
Ключевые слова:
Атом, Бросок, Улавливание, Оптическая, Ловушка, Матрица, Дефект, Коррекция, Квантовые, Вычисления
Другие новости по теме:
Материалы по теме:
Posted in 
Tags: 