Поиск - новости науки и техники

Российские ученые нашли способ упростить процесс создания квантовых компьютеров

15.11.19

Современные достижения атомной и лазерной физики позволяют использовать отдельные атомы для создания сверхточных часов и квантовых компьютеров. Однако такие системы пока еще очень сложные, дорогие и существуют лишь в стенах лабораторий. Российские ученые предложили новый способ, позволяющий существенно упростить процесс манипуляций с заряженными атомами. Со статьей можно ознакомиться в журнале Applied Physics Letters.

Схема ионной ловушки. 

Изолированные частицы, служащие основой всех квантовых устройств, можно получать при помощи лазерной или радиочастотной ловушки. Для этого требуется доставить атом требуемого вещества в зону захвата и оторвать от него электрон. Как только атом теряет электрон, он тут же оказывается захвачен ловушкой. Обычно отрыв осуществляется бомбардировкой атома пучком электронов или световых частиц, разогнанных до больших скоростей. Они словно пушечные ядра ударяют по атому, выбивая из него один или несколько его собственных электронов. Для этого нужна так называемая электронная пушка, ухудшающая степень вакуума в системе, или сложная и дорогостоящая система лазеров.
Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева предложили способ обойтись без обеих систем. Они нанесли на поверхность ловушки специальное покрытие из магния и иттрия, которое эффективно испускает электроны под действием синего или ультрафиолетового света. Эти электроны ускоряются самой ловушкой и обеспечивают бомбардировку атомов. В такой системе для загрузки ионов в ловушку достаточно всего лишь облучить покрытие ультрафиолетовым светодиодом, который может быть куплен в любом радиотехническом магазине.
«Мы обнаружили простой метод загрузки одиночных ионов в ловушки с помощью облучения поверхности коммерчески доступными диодами и определили спектр света, эффективно высвобождающего электроны. Наш способ существенно удешевляет и упрощает ионные квантовые установки, а, значит, приближает момент, когда они покинут стены лабораторий и станут широко использоваться в повседневной жизни. В дальнейшем мы планируем работать над увеличением эффективности загрузки за счет совершенствования строения ловушки»
– подводит итог Илья Заливако, младший научный сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН.
Фотография научного коллектива
Андрей Горбачев

Нет комментариев