Германские исследователи из Института квантовой оптики им. Макса Планка предложили экспериментальную схему, которая позволяет управлять спинами отдельных атомовв оптической решётке.
Оптическая решётка образуется в результате интерференции лазерных лучей, которые создают потенциальные ямы, расположенные в виде упорядоченного массива. При внесении в такую решётку охлаждённых нейтральных атомов они занимают места в минимумах потенциала. Если глубина ямы не слишком велика, частицы могут перемещаться (засчёт туннельного эффекта) в соседние ячейки решётки; при увеличении глубины они надёжно удерживаются на своих местах.
Вероятно, зафиксированные в решётке атомы можно будет использовать в качестве кубитов квантового компьютера. Если эти проекты реализуются, физикам понадобится методика адресации отдельных ячеек массива, и именно её разработали авторы.
| Схема эксперимента (иллюстрация из журнала Nature). |
В опыте оптическая решётка с периодом в 532 нм была создана с помощью двух пар встречных лазерных пучков. В неё были загружены ультрахолодные атомы рубидия-87, изначально находившиеся в спиновом состоянии«0».На отдельные частицы направлялось лазерное излучение на длине волны в 787,55 нм, которое несколько изменяло разность энергий двух спиновых состояний. Затем вся решётка облучалась микроволнами, переводившими в состояние«1»только атом с модифицированной разностью энергий.
Повторяя эту процедуру, можно задать любое распределение частиц в решётке. Чтобы оценить результаты, учёные с помощью лазера удаляли из ячеек все атомы, находящиеся в каком-то одном спиновом состоянии, и наблюдали в микроскоп оставшиеся частицы.
Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что адресация работает примерно в 95 процентах случаев.
| Разные варианты расположения частиц, остающихся в решётке после«выбивания»атомов в спиновом состоянии«1».Фигуры составлены из 29, 35, 18 и 23 атомов. (Иллюстрация из журнала Nature.) |
Комментариев нет:
Отправить комментарий