Физики создали ловушку для атомов

Исследователи из нескольких университетов США научились отлавливать отдельные атомы и контролировать их движение. Это можно будет использовать при создании намного более быстрых, чем современные, вычислительных устройств. Статья, посвященная данной работе, опубликована в журнале Science.

Ранее ученым уже удавалось выделять отдельные атомы и управлять ими, однако эти операции было трудно проводить в больших масштабах, поскольку не было надежного способа воздействовать на большое количество атомов.

Американские исследователи предложили применять лазер в качестве «щипцов», позволяющих собирать отдельные атомы из «облака» и удерживать их на месте. Один луч лазера охлаждал облако атомов рубидия до близких к абсолютному нулю температур, в результате чего частицы замедляли свое движение. Другой луч расщеплялся на множество более мелких, направленных сквозь облако атомов. Эти лучи фокусировались на отдельном атоме, что позволяло выделить его и переместить в рассчитанное место. Изменяя направления лучей лазера, ученые могли передвигать пойманные атомы, получая различные комбинации. Удерживать частицы в одном положении удавалось в течении несколько секунд.

«Мы показали подвижный набор ловушек, с помощью которого мы можем целенаправленно перемещать до 50 отдельных атомов, что можно будет использовать в квантовых вычислительных процессах, квантовом моделировании и точных измерениях. Это похоже на Лего: вы можете решать, где будет находиться тот или иной атом», — рассказал один из авторов работы, специалист из Массачусетского технологического института Владан Вулетик.

Сейчас ученые пытаются ответить на вопрос, возможно ли использовать «пойманные» атомы для создания квантового переключателя. Это уже удавалось сделать с двумя атомами, однако объединение в одну систему 50 или более атомов будет значительным шагом на пути создания квантовых компьютеров.