Физиктер магнит өрістерінсіз жарық арқылы атомдарды «бағдарламалау» тәсілін тапты — бұл кванттық есептеулер үшін серпіліс.
Вильнюс университетінің физика факультетінің зерттеушілер тобы сыртқы магнит өрістерін толығымен қажет етпей, жарық көмегімен атомдарды алдын ала «бағдарламауға» мүмкіндік беретін теориялық модель ұсынды. Бұл кванттық жүйелерді басқарудың түбегейлі жаңа тәсілі.
Идея мынадай: жарық шоғы алдымен атомдарға белгілі бір күй береді, содан кейін бұл алдын ала дайындалған атомдық орта күрделі лазерлік шоқтардың пішіні мен поляризациясын белсенді түрде өзгерте бастайды. Модельдің негізгі элементі — оптикалық құйындар, яғни толқындық фронттың спиральды құрылымы бар шоқтар. Олардың ортасында қарқындылық нөлге дейін төмендейді, қараңғы аймақты құрайды. Бұл аймақтың мөлшері авторлар атап өткендей, шектеусіз және кез келген бүтін мәндерді — оң да, теріс те — қабылдай алатын топологиялық зарядпен анықталады.
Іс жүзінде бұл 10 000-ға дейін әртүрлі күй алуға болатынын білдіреді. Тек екі күймен жұмыс істейтін әдеттегі кубиттердің орнына мұнда кванттық ақпараттың көп деңгейлі бірліктері — кудиттер туралы сөз болып отыр. Бұл деректерді кодтау үшін орасан зор мүмкіндіктер ашады.
Векторлық құйындарды басқару үшін ғалымдар атомдардың үш энергетикалық деңгейі бар атомдық газбен шоқтың өзара әрекеттесуін модельдеді. Мұндай ортада дайындалған газ жарықтың кеңістіктік өрнегін «есте сақтайды»: кейбір аймақтарда атомдар сәулеленуді белсенді түрде жұта бастайды, басқаларында — мөлдір дерлік болады. Әрі қарай кері байланыс эффектісі пайда болады: атомдық жауап шоқтың өзін қайта құрып, қарапайым сақиналы құрылымды орталықтың айналасында бірнеше жарқын аймақтары бар күрделі жапырақша үлгісіне айналдырады. Сонымен қатар шоқтың поляризациялық құрылымы да өзгереді.
Бұрын мұндай бақылау күшті сыртқы магнит өрістері мен ауыр жабдықты қажет ететін. Жаңа модель бұл тәуелділікті жояды, бұл әлеуетті эксперименттік қондырғыларды түбегейлі жеңілдетеді.
Теориялық тұрғыдан бұл әзірлема жылдамырақ кванттық процессорларды, жоғары қорғалған кванттық байланыс желілерін және аса дәл оптикалық датчиктерді жасауға жол ашады.
Cryptalist аналитикалық түсіндірмесі: Бұл тәсіл кванттық аппараттық қамтамасыз ету саласындағы соңғы жетістіктер аясында ерекше перспективалы болып көрінеді. Мысалы, бірнеше күн бұрын ғана Sandia National Laboratories және Quantinuum 98-кубиттік Helios кванттық компьютері бойынша рецензияланған жұмысты жариялады. Алайда кубиттерді масштабтау — бұл істің жартысы ғана. Магнит өрістерінсіз кудиттерді басқара білу кванттық есептеулерді зертханалық экзотикадан инженерлік шындыққа айналдыратын дәл сол жетіспейтін буын болуы мүмкін. Дамуды бақылап отырамыз.