Магнитсіз кванттық серпіліс: жарық атомдарды бағдарламалауға үйретілді
Кванттық технологиялар әлемі атомдарды басқаруды түбегейлі жеңілдете алатын жаңа теориялық негізге ие болды. Вильнюс университетінің физика факультетінің зерттеушілері жарық атомдық орта үшін «бағдарламашы» рөлін атқаратын модельді ұсынды — және мұның бәрі ауыр сыртқы магнит өрістерінсіз жүзеге асады.
Тұжырымдаманың негізінде оптикалық құйындар — толқындық фронттың спиральді құрылымы бар лазерлік шоқтар жатыр. Олардың «өзегінде» қарқындылық нөлге дейін төмендейді, ал бұл қараңғы аймақтың мөлшері топологиялық зарядпен анықталады. Бірегейлігі сол, бұл зарядтың шектеулері жоқ: ол кез келген оң немесе теріс бүтін мәндерді қабылдай алады. Тәжірибеде бұл 10 000 түрлі күйге қол жеткізуге мүмкіндік береді, бұл ақпаратты кудиттерде — кәдімгі кубиттерден сыйымдылығы жағынан айтарлықтай жоғары көпөлшемді кванттық бірліктерде кодтауға мүмкіндік береді.
Бұл қалай жұмыс істейді? Жарық алдымен атомдарды «бағдарламалап», үш деңгейлі атомдары бар газ ортасында кеңістіктік жұтылу үлгісін жасайды. Кейбір аймақтарда атомдар мөлдір емес дерлік болады, ал басқаларында сәулеленуді өткізеді. Содан кейін кері байланыс басталады: дайындалған орта лазерлік шоқтың пішіні мен поляризациясын өзгертеді. Қарапайым сақина құрылымының орнына орталықтың айналасында бірнеше жарқын аймақтары бар күрделі жапырақша үлгісі пайда болады. Бұрын мұндай бақылау үшін күшті магнит өрістері мен күрделі жабдық қажет болатын.
Теориялық тұрғыдан бұл әзірлема жылдамырақ кванттық процессорларға, жоғары қорғалған кванттық байланыс желілеріне және аса дәл оптикалық датчиктерге жол ашады. Айта кету керек, 17 маусымда Sandia National Laboratories және Quantinuum 98-кубиттік Helios кванттық компьютері туралы рецензияланған мақаланы жариялады, бұл кванттық жүйелерді басқарудың балама әдістеріне деген қызығушылықтың белсенді өсуін растайды.
Cryptalist аналитикалық комментарийі: Бұл жұмыс — технологиялық шектеулерді айналып өтудің талғампаз тәсілі. Магнит өрістерінен бас тарту аппараттық іске асыруды жеңілдетіп қана қоймай, кванттық когеренттілікті жиі бұзатын шу деңгейін төмендетеді. Егер модель эксперименттік түрде расталса, біз жарық пен материя біртұтас, өзін-өзі реттейтін циклде жұмыс істейтін кванттық құрылғылардың жаңа класын көре аламыз. Криптография үшін бұл әлеуетті түрде тұрақтырақ және қорғалған кванттық байланыс арналарын білдіреді.