Відкриття взаємодії атомів, цінне для майбутніх квантових технологій
Коли два лазера рухаються разом, атоми взаємодіють один з одним і обмінюються властивостями. Надано: Університет Отаго.
Порушуючи звичайні умови, фізики Університету Отаго відкрили нові дослідницькі і технологічні можливості, що включають основний будівельний блок світу – атоми.
У дослідженні, щойно опублікованому в Nature Communications, дослідники поміщають по одному атому в кожен з двох лазерних променів, перш ніж рухати їх разом, поки вони не почнуть взаємодіяти один з одним.
Співавтор доцент Міккель Ф. Андерсен з фізичного факультету каже, що це дозволяє атомам обмінюватися властивостями таким чином, який міг би бути «дуже корисним» для майбутніх квантових технологій.
«Наша робота являє собою важливий крок у нашій здатності контролювати атомний світ», – каже він.
Оскільки атоми схожі на магніти, коли пара починає взаємодіяти, вони починають змінювати напрямок один одного, врівноважуючи один одного.
Вперше цей «чистий тест базового взаємодії» був продемонстрований в лабораторії з використанням двох окремих атомів. Попередні експерименти були засновані на декількох атомах, що може привести до небажаних результатів, таким як хімічні реакції між атомами.
Показуючи, як будувати багатоатомні квантові системи від низу до верху, вчені можуть робити те, що неможливо за допомогою традиційних методів.
«Збірка невеликих фізичних систем атом за атомом контрольованим чином відкриває безліч напрямків досліджень і можливостей, які інакше неможливі. Це також призводить до того, що атоми демонструють іншу поведінку, ніж якби вони були одним з багатьох в системі ». Доктор Андерсен говорить.
Це включає в себе ресурс квантової заплутаності з кінцевою температурою. Це важливо, тому що заплутані частки залишаються пов'язаними навіть на великих відстанях, і дії, що виконуються над одним, впливають на інший.
Заплутаність може бути використана для поліпшення технологій, оскільки, оскільки атоми взаємопов'язані, вони можуть співпрацювати у вирішенні поставленого завдання, а не працювати самостійно.
«Коли ми доберемося до точки, де ми зможемо використовувати квантову заплутаність, у нас буде друга революція в області квантових технологій – як ми це зробили з лазерами, які зробили можливим Інтернет.
«Ось чому важливо створювати надійні технології заплутування, і Нова Зеландія знаходиться на передньому краї цього дослідження».
Тімеркаев Борис – 68-річний доктор фізико-математичних наук, професор з Росії. Він є завідувачем кафедри загальної фізики в Казанському національному дослідницькому технічному університеті імені А. Н. Туполєва – КАИ