Создан силовой луч, способный захватывать и удерживать атомы для их дальнейшего использования в квантовых технологиях - «Наука и технологии»

Силовые лучи, способные захватывать и удерживать различные объекты, являлись предметом научной фантастики уже достаточно долгое время. И недавно группе исследователей из Австралии удалось создать новый вид силового луча, действующего в реальном мире. Этот луч вряд ли сможет использоваться для захвата и перемещения космических кораблей, он представляет собой луч света, способный втягивать и удерживать отдельные атомы, которые могут быть использованы как кубиты или элементы памяти квантовых вычислительных и коммуникационных систем.

В настоящее время уже имеется несколько способов создания силовых лучей. В одних из этих способов используются звуковые волны, которые способны перемещать и удерживать небольшие предметы. В других способах используется метод подачи энергии в точку позади объекта, что заставляет этот объект перемещаться в сторону источника энергии. И отдельным классом можно выделить устройства, в которых используется свет, точнее давление, создаваемое фотонами света при столкновении с поверхностью объекта.

В новом устройстве, созданном исследователями из университета Аделаиды, так же используется свет. Поскольку этот невидимый свет лежит в инфракрасном диапазоне, он воздействует на свою цель несколько по-иному, чем другие варианты оптических пинцетов и подобных технологий. Когда свет, бьющий из оптического волокна, поражает охлажденные атомы рубидия, плавающие в недрах вакуумной камеры, он изменяет дипольный момент этих атомов, что в буквальном смысле притягивает атомы к области с самой большой интенсивностью света. И в данном случае все настроено так, что этой областью является центральная геометрическая ось оптического волокна.

"У каждого атома, коснувшегося даже самого края луча света, уже нет пути к спасению. Он обязательно будет втянут внутрь оптического волокна" - рассказывает Эшби Хилтон (Ashby Hilton), один из исследователей, - "Попав внутрь волокна, атом может храниться там в течение длительного промежутка времени. После этого, управляя потоком света в оптоволокне с высокой точностью, мы можем создать условия, которые необходимы для использования атома в качестве кубита квантовой вычислительной или коммуникационной системы".

Австралийские ученые уже запланировали первые эксперименты с применением разработанной ими технологии. На основе пойманных в оптоволокне атомов они попытаются создать квантовое запоминающее устройство. А позже, они надеются, им удастся создать безопасные оптические квантовые каналы, а атомы в этом случае будут играть роль ключевых активных компонентов.