Впервые создан модуль квантовой памяти

Для того чтобы синтезировать такую экзотическую структуру, ученые должны были «поймать» и охладить атомы цезия до суб-милликельвиновых температур в вакууме. Далее исследователям удалось «выстроить» их в одну горизонтальную линию в волновой ловушке оптических диполей, образованной двумя лазерными лучами. Однако атомы не построились «друг за другом» — между ними остались нерегулярные промежутки, причем в каждом определенном опыте промежутки были различными.

«К сожалению, мы не можем заранее предвидеть, куда именно поместится тот или иной атом, — говорит профессор Арно Раушенбетель (Arno Rauschenbeutel). — Аранжировка атомов таким способом больше похожа на выкатывание яиц из большой тарелки в картонную коробку с ячейками. Мы знаем, что яйцо находится в определенной ячейке, но не знаем, каково его точное пространственное положение».

Чтобы рассортировать атомы еще точнее, ученым пришлось использовать оптический пинцет, сформированный другой парой лазерных лучей в вертикальной плоскости. Благодаря ему появилась возможность удалять любой из атомов из «горизонтальной» ловушки.

"Наша работа с атомами похожа на конвейер: сначала мы расставили их в горизонтальном направлении, затем подводили «сверху» вертикальный оптический пинцет и выдергивали нужные нам атомы, а потом ставили их на другую позицию в «сборочной линии», — комментирует проф. Раушенбетель.

Подобный метод позволил ученым создать струну из семи атомов, разделенных расстоянием 15 микрон. В результате был получен первый «квантовый регистр», то есть элементарная ячейка хранения данных с помощью одиночных атомов. «Для квантовых вычислений все атомы должны находиться на одном и том же расстоянии друг от друга. Только тогда мы сможем уверенно ими манипулировать».

#gallery#

Дальнейшие планы группы ученых направлены на построение квантового транзистора, который смог бы записывать информацию в атомный регистр. Проф. Раушенбетель планирует для этой цели использовать свойство атомов поглощать и испускать флуоресцентное излучение.