Alman fizikçiler, kuantum hesaplama ilerlemesinde tek atomları iki saat boyunca hapsetti

Almanya'nın Garching kentindeki Max-Planck-Institut für Quantenoptik'teki fizikçiler, bir optik cımbız dizisinde tutulan tek stronsiyum-88 atomları için 7.000 saniyeden fazla — yaklaşık iki saat — vakumla sınırlı bir hapsolma ömrü göstererek nötr atomlar için optik potansiyellerde yeni bir rekor kırdılar.arxiv

Ultra Uzun Hapsolma İçin Daha Basit Bir Yol

14 Temmuz'da arXiv ön baskı sunucusunda yayınlanan sonuç, nötr atomlu kuantum işlemcilerin ölçeklenmesini kısıtlayan optik erişilebilirlik ile atom depolama süresi arasındaki uzun süredir devam eden ödünleşimi aşıyor. Johannes Zeiher ve Immanuel Bloch gibi araştırmacıların öncülük ettiği ekip, bu başarıyı, karmaşık kriyojenik muhafazalara veya vakum içi optiklere ihtiyaç duymadan atomlara tam optik erişimi koruyan nispeten basit bir kriyostat tasarımı kullanarak elde etti.arxiv

Cihaz, 2. sınıf titanyum vakum odasını, oda sıcaklığında atom ömürlerini sınırlayan arka plan gazının ana kaynağı olan artık hidrojen için bir kriyopomp görevi gören 4 kelvine soğutulmuş bir uçla birleştiriyor. Kritik olarak, soğuk uç cımbız dizisinden yaklaşık 30 santimetre uzakta duruyor, ancak yine de hapsolma yerinde vakum basıncında belirgin bir azalma sağlıyor. Ekip ayrıca, lazer gücü arttıkça tuzak ömründe bir bozulma olmadığını tespit etti ve bu da on binlerce hapsolmuş atoma ölçeklendirme için potansiyel bir darboğazı ortadan kaldırdı.arxiv

Münih merkezli kuantum hesaplama girişimi PlanQC'nin kurucu ortakları olan Sebastian Blatt ve Johannes Zeiher, makalenin yazarları arasındadır.arxiv

Berlin Grubu Atom-Yüzey Etkileşimlerini Ele Alıyor

Nature Photonics'te yayınlanan ayrı bir gelişmede, Humboldt-Universität zu Berlin'deki araştırmacılar, soğuk atomları tutmak için ultra ince bir cam elyafının yakınındaki doğal yüzey elektrostatik kuvvetlerini kullanan hibrit bir nanofotonik tuzak gösterdiler. Bu yaklaşım, önceki nanofotonik deneylere kıyasla atom tutma süresini ikiye katladı ve kuantum bilgi depolama süresini on kat uzattı.linkedin+1

Ölçeklenebilir Kuantum Hesaplama İçin Çıkarımlar

Her iki sonuç da nötr atomlu kuantum hesaplamadaki temel bir zorluğu ele alıyor: kübitleri giderek daha karmaşık işlemler gerçekleştirecek kadar uzun süre kararlı tutmak. Max-Planck grubu, platformlarının birkaç on binlerce atom içeren hatasız atom dizilerinin montajını mümkün kılabileceğini ve 100.000'i aşmaya yönelik gerçekçi bir yol sunduğunu tahmin ediyor. Bu gelişmeler, daha geniş alanın hızla ivme kazandığı bir dönemde geliyor; Harvard-MIT iş birliği, 2025'te Nature'da yayınlanan bir çalışmada, atom yenileme tekniklerini kullanarak iki saatten fazla sürekli çalışan 3.000 kübitlik bir nötr atom dizisini gösterdi.phys+2