Магнитсіз кванттық серпіліс: жарық атомдарды бағдарламалауға үйретілді
Вильнюс университетінің физиктер тобы кванттық жүйелерді басқару тәсілін түбегейлі өзгертетін теориялық модель ұсынды. Дәстүрлі сыртқы магнит өрістерінің орнына зерттеушілер атомдарды алдын ала «бағдарламалау» үшін жарықты қолдануды ұсынады. Бұл жаңалық кванттық құрылғылардың жаңа буынына негіз бола алады.
Кодтау негізі ретіндегі оптикалық құйындар
Модельдің негізінде толқындық фронттың спиральды құрылымы бар лазерлік шоқтар — оптикалық құйындар деп аталатындар жатыр. Мұндай шоқтың ортасында қарқындылық нөлге дейін төмендеп, қараңғы өзек пайда болады. Бұл өзектің мөлшері оң да, теріс те кез келген бүтін мәндерді қабылдай алатын топологиялық зарядпен анықталады. Бұл қасиет екі күймен жұмыс істейтін кубиттердің жалпыламасы болып табылатын кудиттерді қолдана отырып, 10 000-ға дейін әртүрлі күйді кодтауға мүмкіндік береді.
Кері байланыс: атомдар жарықты өзгертеді
Негізгі механизм мынада: алдымен жарық атомдарды «бағдарламалайды», содан кейін дайындалған атомдық орта күрделі лазерлік шоқтардың пішіні мен поляризациясын өзгертеді. Үш энергетикалық деңгейі бар атомдық газбен векторлық құйындардың өзара әрекеттесуі біртекті емес ортаны құрайды: кейбір аймақтарда атомдар сәулеленуді белсенді түрде жұтады, ал басқаларында мөлдір дерлік болады. Бұл атомдық жауап шоқтың өзін қайта құратын кері байланысты іске қосады.
Қарапайым сақиналы құрылымның орнына орталықтың айналасында бірнеше жарқын аймақтары бар күрделі жапырақша үлгісі пайда болады. Поляризациялық құрылым да өзгереді. Бұрын мұндай бақылау үшін қуатты сыртқы магнит өрістері мен үлкен жабдық қажет болды. Жаңа модель бұл тәуелділікті толығымен жояды.
Практикалық перспективалар
Теориялық тұрғыдан бұл әзірлема жылдамырақ кванттық процессорларды, жоғары қорғалған кванттық байланыс желілерін және аса дәл оптикалық датчиктерді жасауға жол ашады. Магнит өрістерінің қажеттілігінің болмауы болашақ құрылғылардың конструкциясын айтарлықтай жеңілдетеді және энергия тұтынуды азайтады.
Аналитик ретіндегі менің көзқарасым: Бұл теориялық жұмыс технологиялық ландшафтты өзгерте алатын жағдай. Егер модель тәжірибеде сәтті жүзеге асырылса, біз үлкен магниттік жүйелерден ықшам, толығымен оптикалық шешімдерге көшуді көреміз. Бұл кванттық байланысты коммерцияландыруды жылдар бойы жеделдетуі мүмкін.