Ученым удалось "заморозить" атом

Команда исследователей во главе с профессором Джерардом Ремпе (Gerhard Rempe) из Института квантовой оптики Макса Планка в Германии предложила способ контроля над состоянием атома с помощью оптического резонатора.

В опытах им удалось остановить всякое движение атомов рубидия на 17 секунд — это рекордное время на сегодняшний день. Для этого им пришлось использовать сложную систему лазеров в оптическом резонаторе, состоящем из двух противоположных вогнутых зеркал высшего качества.

На рисунке: «заморозка» атомов в резонаторе: с помощью множества лазерных лучей (красных и зеленых) индивидуальные (желтые) атомы пойманы в ловушку в световом поле оптического резонатора

Заставить атом перестать двигаться очень сложно, однако ученым удалось «заманить» единичный атом в «магнитооптическую ловушку» и запереть его там с помощью лазерных лучей, частота которых чуть ниже энергии возбуждения. Таким образом, частицы, двигаясь по лучу, поглощают свет, и из-за Эффекта Доплера они входят в резонансное состояние и замедляют движение в этом направлении. Далее, управляя положение зеркал и лучей, стало возможным запрограммированно изменять положение атомов, а также располагать несколько атомов в ряд. Время «заморозки» атомов, в среднем больше чем на 15 секунд, позволило поставить эксперименты, в которых может быть проверено взаимодействие индивидуальных атомов с индивидуальными фотонами. Все эти эксперименты приближают команду Ремпе к созданию новых элементов для квантовых компьютеров.

Квантовые компьютеры позволяют значительно сократить время проведения сложных вычислений за счет массивной параллельной обработки информации. Единицей информации в квантовых компьютерах является квантовый бит, который может кодироваться одним атомом или молекулой, но при условии, что удастся управлять их позицией, квантовым состоянием и взаимодействиями с другими частицами.