Razvrstavanje stroja za atome

Gersonova terapija HR (Lipanj 2019).

Anonim

Fizičari na Sveučilištu u Bonnu razriješili su daljnju prepreku na putu stvaranja kvantnih računala: u nedavnoj studiji oni predstavljaju metodu kojom mogu vrlo brzo i precizno sortirati veliki broj atoma. Rad je sada objavljen u Physical Review Letters.

Zamislite da stojite u trgovini s malom količinom sokova. Nažalost, sve su sanduke prazne, jer su drugi kupci slučajno uklonili pojedinačne boce. Zato pažljivo napunite bocu s bocama boce. Ali pričekajte: susjedni sanduk ispunjen je upravo suprotno! Ima boce u kojima vaš sanduk ima praznine. Ako bi te boce moglo podići u jednom udarcu i smjestiti ih u sanduk, odmah će biti puna. Možete se spasiti puno posla.

Nažalost, takva rješenja (još) ne postoje za polupraznu kutiju za napitke. Međutim, fizičari na Sveučilištu u Bonnu žele razvrstati tisuće atoma, međutim, oni vole i na taj način - i za nekoliko sekundi. Širom svijeta znanstvenici trenutno traže metode koje omogućuju razvrstavanje procesa u mikrokozmosu. Prijedlog istraživača iz Bonna mogao bi potaknuti razvoj budućih kvantnih računala kao ključni korak naprijed. To omogućuje atoma da međusobno djeluju na ciljani način kako bi mogli iskoristiti kvantno-mehaničke učinke za izračune. Osim toga, čestice se moraju unijeti u prostornu blizinu jedni s drugima.

Magnetizirani atomi na optičkim transportnim trakama

Fizičari koriste posebnu atomsku atributu za stvaranje stroja za razvrstavanje: oni se okreću oko svoje osi poput malih vrtića. Načinom rotacije - spinom - može se utjecati mikrovalovima. Tako su fizičari u početku postavili sve atome u istom smjeru rotacije u svom eksperimentu.

U ovom stanju, bilo je moguće učitati čestice na lasersku zraku. Međutim, prije su morali manipulirati laserom na takav način da se podudara s okretanjem svojih čestica - procesa poznatoj kao polarizacija. Atomi su tada držali polariziranom laserskom zrakom na takav način da se nisu mogli pomaknuti. Svaka čestica zauzima određeno mjesto na laserskoj zraci - slično bočicama u sanduku.

Međutim, kao u sanduku za piće, neka od mjesta u laserskoj zraci također su prazna. "Ovako smo preokrenuli smjer rotacije na vrlo ciljani način za pojedine atome", objašnjava dr. Andrea Alberti, voditeljica tima u Institutu za primijenjenu fiziku Sveučilišta u Bonnu. "Ove čestice više nisu bile uhvaćene pomoću naše laserske zrake, no uspjeli smo ih uhvatiti s drugom, drugačijom polariziranom laserskom zrakom i time ih premjestiti po želji.

Prijelazna zraka može u principu kretati što više atoma u isto vrijeme. Kako se to odvija, oni zadržavaju svoj položaj jedni drugima. Kao u primjeru s bočicama, može se podignuti nekoliko čestica odjednom i staviti u praznine između drugih atoma u jednom pokretu. "Naš način razvrstavanja je stoga iznimno učinkovit", objašnjava glavni autor studije Carsten Robens. "Ne čini veliku razliku u tome što razvrstavamo stotine ili tisuće atoma - vrijeme potrebno samo malo povećava." Trenutno, istraživači su radili samo s četiri atoma u svom eksperimentu, koji se sada objavljuje.

U načelu, metoda je pogodna za stvaranje bilo kojeg atomskog uzorka. To ga čini zanimljivim za fizičare čvrstog stanja, na primjer, za ispitivanje ponašanja poluvodičkih kristala pod određenim uvjetima.

menu
menu