Ученые МТИ и Гарварда предложили новый способ соединения элементарных частиц, способный помочь в разработке мощных систем квантовых вычислений. Предложенный метод позволяет связать одиночный атом рубидия с одиночным фотоном — каждый из участников системы может менять квантовое состояние другого. Ученые уверены, что их метод позволит увеличить количество полезных взаимодействий в пределах малого пространства и, соответственно, вычислительную мощность квантового процессора.

Воздействие на атом позволяет изменить квантовое состояние фотона и наоборот. Таким образом, связка атом-фотон может выполнять роль квантового переключателя, объясняют исследователи, а размещая множество атомов в одном световом поле, можно строить сети, элементы которых смогут обмениваться информацией. Фотоны были выбраны для использования в квантовой системе, так как редко взаимодействуют с другими частицами. Правда, по той же причине ими трудно манипулировать. Исследователи лазером помещают атом металла очень близко (100–200 нм) к поверхности впадины в фотонном кристалле. По их словам, на таком расстоянии между атомом и поверхностью светового поля большая сила притяжения, с помощью которой атом удерживается на месте. Такая структура позволяет эффективно контролировать и атом, и фотон, утверждают ученые.

Квантовый переключатель из фотона и атома рубидия
Источник: Christine Daniloff/MIT

 

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF