Menggunakan pinset optik yang terdiri dari cahaya laser, para peneliti telah mengembangkan cara baru memanipulasi atom individu dan menciptakan keadaan hyper-engineer.
Kemajuan ini dapat menyebabkan bentuk baru Komputasi kuantum dan kemajuan dalam simulasi kuantum yang dirancang untuk menjawab pertanyaan mendasar tentang fisika.
Ilmuwan Caltech telah menggunakan pinset optik untuk mengendalikan atom individu selama beberapa dekade, yang mengarah ke beberapa kemajuan, termasuk Koreksi kesalahan kuantum dan metode untuk membuat Jam tangan paling tepat di dunia.
Namun, masalah yang terus -menerus dalam prosesnya adalah pergerakan alami atom, yang dapat memperkenalkan kebisingan (dan kesalahan) ke dalam sistem kuantum. Tapi dalam studi di muka, diterbitkan di majalah SainsKelemahan itu telah diubah.
“Kami menunjukkan bahwa gerakan atom, yang umumnya diperlakukan sebagai sumber kebisingan yang tidak diinginkan dalam sistem kuantum, dapat menjadi perlawanan,” katanya Adam Shaw di dalam penyataan Di situs web Caltech, peneliti postdoctoral dan penulis pertama dalam penelitian ini.
Alih-alih pengaruh yang mengganggu, Shaw dan rekan-rekannya telah mengambil keuntungan dari gerakan itu untuk membuat set atom yang sangat diminati. Hyper-Engineer berbeda dari tradisional kusut kuantumyang menggambarkan dua atau lebih partikel yang berada dalam sinkronisasi dan berbagi properti melalui jarak yang luas. Sebaliknya, atom yang hyper-entaining dapat berbagi banyak sifat secara bersamaan.
Dalam percobaan, tim Caltech mampu menghubungkan keadaan gerakan dan keadaan elektronik (ukuran tingkat energi internal sebuah atom) dalam beberapa atom pada saat yang sama.
Terkait: Fisikawan menciptakan kemajuan terbaik Schrödinger dalam teknologi kuantum
Pencapaian ini merupakan langkah penting dalam hal volume dan efisiensi, menurut Manuel EndresProfesor Fisika di Caltech dan co-leader penulis penelitian. “Ini memungkinkan kita untuk menyandikan lebih banyak informasi kuantum dengan Atom,” katanya dalam pernyataan itu. “Anda menjadi lebih kusut dengan lebih sedikit sumber daya.”
Untuk mencapai keadaan Hyper-Unclean ini, tim pertama-tama harus mendinginkan atom lahan alkali tanpa beban menggunakan metode baru yang Endres mengatakan bahwa itu menyiratkan “deteksi dan koreksi aktif berikutnya dari rangsangan gerakan termal.” Saat menerapkan metode ini, peralatan dapat membekukan hampir sepenuhnya pergerakan atom.
Langkah selanjutnya adalah membuat atom berosilasi seperti pendulum dalam skala kecil dalam dua arah yang berbeda secara bersamaan, menciptakan keadaan tumpang tindih – Ketika sebuah partikel menunjukkan sifat yang berlawanan secara bersamaan. Atom -atom berosilasi ini terjerat dengan pasangan yang bertepatan dengan gerakan mereka dan akhirnya terhubung untuk juga mencerminkan keadaan elektronik mereka.
Menurut Endres, titik percobaan adalah untuk menemukan batas kontrol yang dapat mereka lakukan pada atom. “Kami pada dasarnya membangun kotak alat,” katanya. “Kami tahu bagaimana mengendalikan elektron dalam atom, dan sekarang kami belajar mengendalikan gerakan eksternal atom secara keseluruhan, itu seperti mainan atom yang telah sepenuhnya mendominasi.”
Salah satu aspek paling menarik dari penemuan ini adalah keterlibatan bahwa bahkan lebih banyak negara atau properti dapat terjerat, yang Endres mengatakan itu dapat menyebabkan serangkaian aplikasi potensial.
“Negara -negara mori bisa menjadi sumber daya yang kuat untuk teknologi kuantum, dari ilmu komputer hingga simulasi hingga pengukuran presisi.”
