Գերմանացի ֆիզիկոսները քվանտային հաշվարկների առաջընթացի շրջանակներում առանձին ատոմներ են որսացել երկու ժամով

Գերմանիայի Գարխինգ քաղաքում գտնվող Max-Planck-Institut für Quantenoptik-ի ֆիզիկոսները ցույց են տվել վակուումով սահմանափակված որսման տևողություն՝ ավելի քան 7000 վայրկյան՝ մոտ երկու ժամ, օպտիկական պինցետների զանգվածում պահվող առանձին ստրոնցիում-88 ատոմների համար, ինչը նոր ռեկորդ է նեյտրալ ատոմների համար օպտիկական պոտենցիալներում։arxiv

Ուլտրաերկար որսման ավելի պարզ ուղի

Հուլիսի 14-ին arXiv նախատպագրությունների սերվերում հրապարակված արդյունքը հաղթահարում է օպտիկական հասանելիության և ատոմների պահպանման ժամանակի միջև առկա երկարամյա փոխզիջումը, որը սահմանափակում էր նեյտրալ ատոմների քվանտային պրոցեսորների մասշտաբայնությունը։ Հետազոտողների, այդ թվում՝ Յոհանես Ցայհերի և Իմանուել Բլոխի ղեկավարությամբ, թիմը հասել է այս արդյունքին համեմատաբար պարզ կրիոստատի դիզայնի օգտագործմամբ, որը պահպանում է ատոմների հետ լիարժեք օպտիկական հասանելիությունը՝ առանց բարդ կրիոգեն պատյանների կամ վակուումային օպտիկայի անհրաժեշտության։arxiv

Սարքը միավորում է 2-րդ կարգի տիտանե վակուումային խցիկը մինչև 4 կելվին սառեցված ծայրի հետ, որը գործում է որպես կրիոպոմպ մնացորդային ջրածնի համար՝ ֆոնային գազի հիմնական աղբյուրը, որը սահմանափակում է ատոմների կյանքի տևողությունը սենյակային ջերմաստիճանում։ Կարևոր է, որ սառը ծայրը գտնվում է պինցետների զանգվածից մոտ 30 սանտիմետր հեռավորության վրա, սակայն այնուամենայնիվ առաջացնում է վակուումային ճնշման նկատելի նվազում որսման վայրում։ Թիմը նաև պարզել է, որ լազերի հզորության աճին զուգընթաց թակարդի կյանքի տևողությունը չի նվազում, ինչը վերացնում է պոտենցիալ խոչընդոտը տասնյակ հազարավոր որսված ատոմների մասշտաբայնության համար։arxiv

Սեբաստիան Բլատը և Յոհանես Ցայհերը՝ Մյունխենում հիմնված քվանտային հաշվարկների PlanQC ստարտափի համահիմնադիրները, աշխատության հեղինակների թվում են։arxiv

Բեռլինի խումբը ուսումնասիրում է ատոմ-մակերևույթ փոխազդեցությունները

Nature Photonics ամսագրում հրապարակված առանձին ձեռքբերման մեջ, Humboldt-Universität zu Berlin-ի հետազոտողները ցույց են տվել հիբրիդային նանոֆոտոնային թակարդ, որն օգտագործում է բնականաբար առկա մակերևութային էլեկտրաստատիկ ուժերը՝ ծայրահեղ բարակ ապակե մանրաթելի մոտակայքում սառը ատոմներ պահելու համար։ Այս մոտեցումը կրկնապատկել է ատոմների պահպանման ժամանակը և տասնապատիկ ավելացրել քվանտային տեղեկատվության պահպանումը՝ նախորդ նանոֆոտոնային փորձերի համեմատ։linkedin+1

Հետևանքները մասշտաբային քվանտային հաշվարկների համար

Երկու արդյունքներն էլ վերաբերում են նեյտրալ ատոմների քվանտային հաշվարկներում առկա կենտրոնական մարտահրավերին՝ քյուբիթները բավականաչափ երկար կայուն պահելուն՝ ավելի ու ավելի բարդ գործողություններ կատարելու համար։ Max-Planck-ի խումբը ենթադրում է, որ իրենց հարթակը կարող է հնարավոր դարձնել ատոմների առանց թերությունների զանգվածների հավաքումը, որոնք պարունակում են մի քանի տասնյակ հազարավոր ատոմներ՝ 100,000-ից ավելին անցնելու իրատեսական ուղիով։ Այս ձեռքբերումները տեղի են ունենում այն ժամանակ, երբ լայն ոլորտը արագ զարգանում է. Harvard-MIT համագործակցությունը 2025 թվականին Nature ամսագրում հրապարակված աշխատության մեջ ցույց է տվել 3000-քյուբիթանոց նեյտրալ ատոմների զանգված, որն անընդհատ աշխատել է ավելի քան երկու ժամ՝ ատոմների համալրման տեխնիկայի օգտագործմամբ։phys+2