لأول مرة ، تمكن العلماء من إلقاء الذرات الفردية والتقاطها باستخدام المصائد الضوئية
يمكن أن يساعد إلقاء الذرات والتقاطها في تطوير أحدث أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
لأول مرة ، أظهر العلماء أنهم يستطيعون إلقاء الذرات الفردية والتقاطها باستخدام الضوء.
حقق الباحثون إنجازًا مثيرًا للإعجاب باستخدام المصائد الضوئية ، التي تستخدم شعاع ليزر شديد التركيز قادرًا على معالجة الأشياء الصغيرة.
يمكن أن تساعد تجربتهم في بناء الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
تجربة ذرة طائرة
لأول مرة في العالم ، أطلقت مجموعة العلماء ذرة من مصيدة بصرية وأمسكت بها في فخ آخر.
أوضح عضو فريق البحث Jaewook Ahn من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا في بيان صحفي أن "الذرات التي تطير بحرية تنتقل من مكان إلى آخر دون أن يتم احتجازها أو التفاعل معها " . "بعبارة أخرى ، تُلقى الذرة وتُعلق بين الفخّصين البصريين مثلما تنتقل الكرة بين الرامي والماسِك في لعبة بيسبول."
قام الباحثون ، الذين نشروا نتائجهم في ورقة جديدة في مجلة Optica ، بالتفصيل كيف ألقوا ذرات الروبيديوم المبردة على مسافة 4.2 ميكرومتر وبسرعة تصل إلى 65 سم في الثانية.
يمكن أن يساعد البحث الجديد في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، التي تستخدم المراوغات في فيزياء الكم ، بما في ذلك التراكب ، لحل المشكلات التي تتطلب أجهزة كمبيوتر كلاسيكية لآلاف السنين.
وأوضح آهن: "يمكن أن تتيح هذه الأنواع من الذرات الطائرة نوعًا جديدًا من الحوسبة الكمية الديناميكية من خلال السماح بتغيير المواقع النسبية للكيوبتات - المكافئ الكمي للبتات الثنائية - بحرية أكبر".
"يمكن استخدامه أيضًا لإنشاء تصادمات بين الذرات الفردية ، مما يفتح مجالًا جديدًا لكيمياء الذرة بذرة."
السباق على التفوق الكمومي
يشكل البحث الجديد جزءًا من الهدف المستمر لبناء أجهزة كمبيوتر كمومية وظيفية باستخدام المصائد البصرية المستخدمة في التجربة الجديدة.
يستخدم فيزيائيو الكم هذه المصائد لترتيب الذرات بترتيب معين لتطبيقات الحوسبة الكمومية.
قال آهن: "غالبًا ما واجهنا أخطاء في الترتيب أدت إلى خلل في المصفوفة". "أردنا إيجاد طريقة فعالة لإصلاح مصفوفة معيبة دون الحاجة إلى تحريك عدد كبير من الذرات ، لأن ذلك قد يؤدي إلى المزيد من العيوب."
من أجل تجاربهم ، قام الباحثون بتبريد ذرات الروبيديوم إلى ما يقرب من 0 كلفن (بالقرب من الصفر المطلق لدرجة الحرارة). ثم استخدموا الفخاخ الضوئية باستخدام ليزر 800 نانومتر. من أجل رمي ذرة ، قاموا بتسريع المصيدة الضوئية التي تمسك الذرة ثم أوقفوا المصيدة ، مما تسبب في إطلاق الذرة إلى الخارج.
للإمساك بالذرة الضالة ، قاموا بعد ذلك بتشغيل مصيدة أخرى ، مما يؤدي إلى إبطاء الذرة حتى تتوقف تمامًا. باستخدام هذه الطريقة ، أنشأ العلماء ذرات حرة الطيران ما يقرب من 94 في المائة من الوقت. بعد ذلك ، يهدفون إلى زيادة معدل النجاح هذا إلى ما يقرب من 100 بالمائة.
