|
Ученые создали новый Странный атом
|
|
|
|
Все знакомы с атомами — непостижимо малыми частицами, из которых состоит вся материя. Как правило, атомы меньше длины световой волны, что означает, что ученые могут использовать так называемые “дипольные приближения” и рассматривать атомы как точечные, поскольку они могут взаимодействовать с длиной световой волны только в одной точке. Другими словами, вам не нужно учитывать какие-либо пространственные различия. Это относится как к природным атомам, так и к некоторым искусственным, таким как ридберговские атомы, квантовые точки и сверхпроводящие кубиты.
|
|
|
|
“Вам просто нужно учитывать, какова величина поля в этой одной-единственной точке, - объяснил Антон Фриск Кокум, физик-теоретик из Технологического университета Чалмерса, в видеоролике 2021 года, - что облегчает жизнь теоретикам”.
|
|
|
|
Но что произойдет, если вы создадите искусственный атом, длина волны которого превышает длину волны света, а это означает, что он сможет взаимодействовать с электромагнитным полем в нескольких точках? Что ж, как оказалось, происходят интересные вещи. Когда вы соединяете несколько гигантских атомов вместе, вы получаете передачу квантовых состояний без декогеренции (декогеренция - это когда квантовая система теряет свои квантовые свойства из-за таких факторов, как тепловой шум). Теперь, в новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, Фриск Кокум и его команда исследуют следующую эволюцию этих искусственных атомов — гигантских суператомов, или GSA.
|
|
|
|
|
|
|
“В последние годы растет интерес к так называемым ”гигантским атомам", которые представляют собой квантовые излучатели, которые соединяются со своим окружением в нескольких пространственно разделенных точках", - сказал Лей Ду, ведущий автор этого нового исследования Phys.org. “Нас вдохновило сделать решающий шаг вперед, задавшись вопросом: что происходит, когда вы вводите внутренние взаимодействия в такие нелокальные квантовые системы”.
|
|
|
|
GSA состоят из двух или более искусственных атомов, которые действуют как многоуровневые квантовые излучатели с целью улучшения способности гигантских атомов к декогеренции. Согласно исследованию, команда исследовала две основные конфигурации “как в плетеных, так и в отдельных структурах GSA”. В оплетенной конфигурации GSA продемонстрировали повышенную эффективность обмена квантовой информацией при одновременном (что особенно важно) сохранении когерентности.
|
|
|
|
Однако в отдельной конфигурации GSA-системы лучше справлялись с явлением, известным как киральное излучение, которое может поддерживать “высокоточное распределение запутанности на большие расстояния”.
|
|
|
|
“ГКРС представленных групп искусственных атомов, которые сильно связаны друг с другом и соединение точек расположены таким образом, что группа становится ‘гигант’” Жанин Splettstoesser, со-старший автор исследования из университета Чалмерса технологии, рассказал Phys.org. - Такое расположение открывает возможности для реализации радикально новых концепций”.
|
|
|
|
Поскольку поддержание когерентности в квантовых системах является основным ограничивающим фактором для будущих квантовых компьютеров — в конце концов, от них мало что останется, если вы потеряете их квантовые возможности, — авторы утверждают, что гигантские атомы и GSA однажды могут послужить привлекательной платформой для программируемой квантовой обработки информации.
|
|
|
|
Источник
|
