Soğuk bakır tarafları olan bir kutuya alışılmadık derecede büyük atomları koymak, araştırmacıların onları oda sıcaklığında benzeri görülmemiş 50 dakika boyunca kontrol etmelerine yardımcı oldu, daha güçlü kuantum bilgisayarlar ve simülatörler oluşturmak için gerekli bir iyileşme
Dev atomları kontrol etmek daha güçlü kuantum bilgisayarlara yol açabilir
Dev atomlar, en iyi kuantum simülatörlerini ve bilgisayarları yapmak için yarışmacı olarak bir destek aldı, çünkü araştırmacılar onları bir oda sıcaklığı deneyi için benzersiz bir uzun süre kontrol ettiler.
Bir atom alın, kuantum özelliklerini elektromanyetik darbeler veya lazer ışığı ile ayarlayın – elektronlarının enerjilerini değiştirin – ve bilgiyi kodlamak için kullanabilirsiniz. Bunu binlerce atomla yapın ve egzotik kuantum malzemeleri için bir kuantum bilgisayarınız veya bir simülatörünüz var. Bununla birlikte, bir süre sonra atomlar, hatalar getiren durumlarını kendiliğinden değiştirebilir. Oda sıcaklığı deneyleri için daha önce en fazla 1400 saniye olan sonlu bir “ömür” sırasında sadece kontrol edilebilir ve bu nedenle yararlıdırlar. Bilim adamları atomları daha uzun süre tuzağa düşürebildiler, ancak bu yaklaşımlar tüm kurulumun dev bir buzdolabına yerleştirilmesini gerektiriyordu ve lojistik zorluklar yarattı.
Colorado Boulder Üniversitesi ve meslektaşları Zhenpu Zhang ve Cindy Regal şimdi bu oda sıcaklığı rekorunu kırdılar. Elektronlarının bir kısmı çekirdeklerinden uzak olduğu için çapı süper boyutlu Rydberg atomları kullandılar. Ekip, atomları, onları rahatsız edebilecek tüm hava parçacıklarından boşaltılmış bir kapa yükledi, daha sonra her atomu lazer veya “optik cımbız” ile tuttu. Bu, elektromanyetik alanlara ve ışığa son derece duyarlı olan Rydberg atomlarını kontrol etmenin standart bir yoludur.
Araştırmacılar ayrıca kabın kenarlarına bir bakır tabakası eklediler, daha sonra kaplamayı -269 ° C’ye (-452 ° F) soğutdu. Bu, durumlarını değiştirebilen atomları ısıdan korudu. Ek olarak Zhang, herhangi bir sokak hava parçacığının, soğuk bir yüzeyde sıcak su damlacıklarının nasıl yoğunlaştığına benzer şekilde bakır siding’e yapıştığını ve böylece kabın içindeki vakumu iyileştirdiğini söylüyor. Sonuç olarak, ekip atomları yaklaşık 50 dakika-3000 saniye veya kabaca iki kat daha uzun süreyle sıkışmış ve iyi kontrollü tutabilir.
Zhang, bu kurulumu yaklaşık beş yıl önce yakın çizikten inşa etmeye başladı, diyor Regal. “Bu, bu deneyleri yapmayı nasıl düşündüğünüzün tamamen yenilenmesi gibi” diyor.
Fransa’daki Kastler Brossel Laboratuvarı’ndaki Clément Sayrin, yeni yaklaşımın daha fazla atomu manipüle etmeyi mümkün kılabileceğini ve bu da onlardan yapılan herhangi bir bilgisayar veya simülatörün hesaplama gücünü artıracağını söyledi. “Üç bin saniye çok uzun. Bu atomlar için bu uzun yaşam süreleri için çok çalışmanız gerekiyor” diyor. Bununla birlikte, odada daha fazla atomun olması, onları kontrol etmek için daha fazla lazer kullanmak zorunda kalacağını, bu da atomların yaşamlarını azaltabileceğini, bu nedenle daha fazla mühendislik zorluğunun kaldığını söylüyor.
