Физики обнаружили новый атомный эффект для улучшения квантовых вычислений
Группа физиков провела исследование многоуровневых атомных взаимодействий для улучшения квантовой запутанности. Ученые использовали метастабильные состояния в атомах стронция и продемонстрировали, как обмен фотонами может поддерживать корреляции между атомами.
Взаимодействие атомов со светом формирует большую часть нашего физического мира, однако эти взаимодействия очень сложны. Для изучения того, как атомы обмениваются энергией через свет, ученые часто упрощают систему, концентрируясь только на двух энергетических уровнях: основном состоянии и возбужденном состоянии.
В недавнем исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, ученые изучили взаимодействие атомов со светом в случае эффективных четырехуровневых атомов. Они использовали два основных (или метастабильных) и два возбужденных уровня, расположенных в определенных одномерных и двумерных кристаллических решетках.
Исследователи сосредоточились на изолировании четырех энергетических уровней в атомах стронция. Атомы были загружены в специальную конфигурацию, где они находились ближе друг к другу, чем длина волны лазерного света, используемого для их возбуждения.
Команда использовала хорошо известную модель для изучения так называемых "спиновых волн" - скоординированных низкоэнергетических возбуждений атомных спинов по всей решетке. Контролируя поляризацию и направление распространения фотонов лазера, возбуждающего атомы, исследователи могли определить, какая "спиновая волновая картина" становится доминирующей в запутанном состоянии.
Это открытие особенно важно, поскольку оно предполагает, что квантовые системы могут поддерживать запутанность в течение длительных периодов без необходимости постоянного вмешательства для предотвращения декогеренции. Результаты исследования могут открыть новые пути в квантовой информатике и квантовых вычислениях, предлагая потенциальный путь для разработки сильно запутанных и масштабируемых квантовых систем, сообщает Physical Review Letters.
-
Подписаться: Дзен
Telegram 