Магнитсіз кванттық серпіліс: жарық атомдарды бағдарламауды қалай үйренді
Вильнюс университетінің физиктері кванттық басқарудағы ойын ережелерін түбегейлі өзгертетін теориялық модель ұсынды. Дәстүрлі ауыр магниттік жүйелердің орнына олар атом күйін «бағдарламалау» үшін жарықты пайдалануды ұсынады — бұл принципті жаңа кванттық құрылғыларды жасауға жол ашады.
Тұжырымдаманың негізінде оптикалық құйындар — спиральді толқындық фронты бар лазерлік шоқтар жатыр. Олардың ортасында қарқындылық нөлге дейін төмендеп, «қараңғы аймақ» деп аталатын аймақты құрайды. Бұл аймақтың мөлшері оң және теріс кез келген бүтін мәндерді қабылдай алатын топологиялық зарядпен анықталады. Іс жүзінде бұл ақпаратты кодтау үшін 10 000-ға дейін әртүрлі күй береді.
Кубиттерден негізгі айырмашылығы: мұнда біз кудиттермен — кванттық ақпараттың көп деңгейлі бірліктерімен жұмыс істейміз. Бұл бір элементте екілік жүйеге қарағанда айтарлықтай көп деректерді кодтауға болатынын білдіреді.
Бұл қалай жұмыс істейді
Зерттеушілер векторлық құйынның үш деңгейлі атомдардан тұратын газбен әрекеттесуін модельдеді. Жарық атомдарды «бағдарламалайды»: кейбір аймақтарда олар сәулеленуді белсенді түрде жұта бастайды, басқаларында мөлдір дерлік болады. Кері байланыс пайда болады — атомдық жауап шоқтың құрылымын өзгертеді. Қарапайым сақинаның орнына орталықтың айналасында бірнеше жарқын аймақтары бар күрделі жапырақша үлгісі пайда болады, ал поляризация өзгереді.
Бұрын мұндай бақылау үшін күшті магнит өрістері мен күрделі зертханалық жабдық қажет болды. Жаңа модель бұл қажеттілікті жояды, бұл іске асыруды айтарлықтай жеңілдетеді және арзандатады.
Практикалық перспективалар
Теориялық тұрғыдан әзірлеме келесіге жол ашады:
- жылдамырақ кванттық процессорларға;
- жоғары қорғалған кванттық байланыс желілеріне;
- өте дәл оптикалық датчиктерге.
Менің сараптамалық бағам: Бұл тәсіл — жай зертханалық қызық емес. Магнит өрістерінсіз атомдарды басқару мүмкіндігі кванттық технологияларға кіру шегін айтарлықтай төмендетеді. Егер модель эксперименттік түрде расталса, біз ықшам кванттық құрылғыларды, әсіресе қорғалған байланыс пен жоғары дәлдіктегі өлшеулер саласында әзірлеудің жеделдеуін көреміз. Әзірге бұл теория, бірақ ол өте сенімді көрінеді.