Ғалымдар магнит өрістерінсіз жарық арқылы атомдарды «бағдарламалау» тәсілін тапты — бұл кванттық есептеулер үшін серпіліс.
Вильнюс университетінің физика факультетінің зерттеушілер тобы сыртқы магнит өрістерінен толық бас тартып, жарық көмегімен атомдарды «бағдарламауға» мүмкіндік беретін теориялық модель ұсынды. Бұл кванттық процессорлар мен байланыс жүйелерін құру тәсілін түбегейлі өзгертуі мүмкін.
Әзірлеменің негізінде оптикалық құйындар — толқындық фронтының спиральды құрылымы бар лазерлік шоқтар жатыр. Мұндай шоқтарда орталықтағы қарқындылық нөлге дейін төмендеп, қараңғы аймақты құрайды. Бұл аймақтың мөлшері кез келген бүтін мәндерді — оң да, теріс те — қабылдай алатын топологиялық зарядпен анықталады. Іс жүзінде бұл 10 000-ға дейін әртүрлі күйді генерациялау мүмкіндігін білдіреді. Зерттеушілер екі күймен жұмыс істейтін әдеттегі кубиттердің орнына кудиттерді — кванттық ақпараттың көпөлшемді бірліктерін пайдалануды ұсынады.
Модельдің жұмыс механизмі келесідей: жарық алдымен атомдық ортаны «бағдарламайды», содан кейін дайындалған бұл орта күрделі лазерлік шоқтардың пішіні мен поляризациясын өзгертеді. Өзара әрекеттесу атомдардың үш энергетикалық деңгейі бар атомдық газда жүреді. Дайындалған орта жарықтың кеңістіктік үлгісін мұра етеді: кейбір аймақтарда атомдар сәулеленуді белсенді түрде жұтады, ал басқаларында мөлдір дерлік болады. Әрі қарай кері байланыс пайда болады — атомдық жауап шоқтың өзін қайта құрылымдайды.
Нәтиже әсерлі: қарапайым сақиналы құрылымның орнына орталықтың айналасында бірнеше жарқын аймақтары бар жапырақша үлгісі қалыптасады. Сонымен қатар поляризациялық құрылым да өзгереді. Бұрын мұндай бақылау деңгейіне жету үшін қуатты магнит өрістері мен ауыр жабдық қажет болды.
Теориялық тұрғыдан бұл тәсіл жылдамырақ кванттық процессорларды, жоғары қорғалған кванттық байланыс желілерін және аса дәл оптикалық датчиктерді құруға жол ашады. Магнит өрістерінен бас тарту құрылғылардың конструкциясын айтарлықтай жеңілдетеді және энергия тұтынуды азайтады.
Менің пікірім: Бұл жай ғана талғампаз теориялық шешім емес — ол кванттық физиканың негізгі инженерлік мәселелерінің бірін шешеді. Магнит өрістерінсіз атомдарды басқару кванттық есептеулерді зертханалардан нақты секторға шығаратын сол «үдеткіш» бола алады. Егер модель эксперименттік түрде расталса, біз кванттық дизайндағы парадигманың өзгеруіне куә боламыз.