Ловушки для атомов: как заполнить их под завязку экспресс
Оптический пинцет — это луч лазера, который удерживает атом в одной точке, как пальцы держат горошину. Из таких пинцетов собирают целые решётки атомов — основу будущих квантовых компьютеров. Но есть проблема: не в каждый пинцет попадает атом. Обычно заполняется лишь половина ловушек, а для молекул — и того меньше. Пустые места ломают всю конструкцию.
Исследователи предложили окружить каждый пинцет невидимой стенкой — отталкивающим барьером. Когда новый атом пытается влететь в уже занятую ловушку, барьер отбрасывает его, а старый атом остаётся на месте. Так можно повторять загрузку много раз, не боясь потерять уже пойманные частицы. Расчёты показали, что после четырёх циклов доля заполненных ловушек превышает 80%.
Этот метод не требует сложной аппаратуры и работает с уже существующими установками. Если добавить к нему технику перестановки атомов — когда лишние частицы передвигают в пустые ловушки, — можно добиться почти идеального заполнения. А значит, квантовые устройства станут больше и надёжнее.
Один лазерный луч может удерживать атом с силой, в миллиарды раз превышающей его вес, — как если бы нитка держала слона.