В Университете Калифорнии в Санта-Барбаре разработана технология, позволяющая переместить эксперименты с холодными атомами из лабораторных установок в компактные чиповые системы для применения в квантовых исследованиях.
Ключевые роли в исследовании исполняют профессор Дэниел Блументаль из кафедры электротехники и вычислительной техники, аспирант Андрей Исиченко и постдоктор Нитеш Чаухан. Дэниел Блументаль отметил: «Мы на пороге перемен», подчеркнув значимость интегрированного подхода для развития измерительной техники.
Традиционные лабораторные установки использовали свободно распространяющиеся лазеры, оптику, магнитные катушки и вакуумные камеры для создания 3D-магнитооптических ловушек, требуя сложной сборки и тонкой настройки. Новый подход сводит все эти функции к единой чиповой платформе.
Основой технологии PICMOT является использование низкопотерянных волноводов из нитрида кремния, по которым свет, поданный из оптоволоконного кабеля шириной меньше человеческого волоса, направляется к трем решетчатым эмиттерам. Каждый эмиттер формирует коллиматированные лучи шириной 3,5 мм, отражаемые для создания шести пересекающихся потоков в атомной ячейке.
В специально разработанной вакуумной камере удается захватить до миллиона атомов, охлажденных до 250 микрокельвинов, что значительно повышает чувствительность и точность измерений в таких приложениях, как атомные часы и квантовые биты.
Интеграция лазеров, модуляторов и больших решетчатых эмиттеров на одном чипе впервые обеспечивает полноценное управление подачей и распределением света, что минимизирует потребность в громоздких оптических установках и упрощает настройку системы.
Предложенная технология открывает возможности для создания портативных квантовых устройств, способных проводить гравитационные измерения, позволяющие изучать вулканическую активность, подъем уровня моря и смещения ледников, а также для реализации квантовых вычислений и прецизионного хронометража в полевых условиях.
Планируются дальнейшие усовершенствования, включая интеграцию лазеров чипового масштаба и дополнительных фотонных компонентов, что позволит сократить время настройки оптических систем и сделать передовые эксперименты доступными для широкого круга специалистов.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевые роли в исследовании исполняют профессор Дэниел Блументаль из кафедры электротехники и вычислительной техники, аспирант Андрей Исиченко и постдоктор Нитеш Чаухан. Дэниел Блументаль отметил: «Мы на пороге перемен», подчеркнув значимость интегрированного подхода для развития измерительной техники.
Традиционные лабораторные установки использовали свободно распространяющиеся лазеры, оптику, магнитные катушки и вакуумные камеры для создания 3D-магнитооптических ловушек, требуя сложной сборки и тонкой настройки. Новый подход сводит все эти функции к единой чиповой платформе.
Основой технологии PICMOT является использование низкопотерянных волноводов из нитрида кремния, по которым свет, поданный из оптоволоконного кабеля шириной меньше человеческого волоса, направляется к трем решетчатым эмиттерам. Каждый эмиттер формирует коллиматированные лучи шириной 3,5 мм, отражаемые для создания шести пересекающихся потоков в атомной ячейке.
В специально разработанной вакуумной камере удается захватить до миллиона атомов, охлажденных до 250 микрокельвинов, что значительно повышает чувствительность и точность измерений в таких приложениях, как атомные часы и квантовые биты.
Интеграция лазеров, модуляторов и больших решетчатых эмиттеров на одном чипе впервые обеспечивает полноценное управление подачей и распределением света, что минимизирует потребность в громоздких оптических установках и упрощает настройку системы.
Предложенная технология открывает возможности для создания портативных квантовых устройств, способных проводить гравитационные измерения, позволяющие изучать вулканическую активность, подъем уровня моря и смещения ледников, а также для реализации квантовых вычислений и прецизионного хронометража в полевых условиях.
Планируются дальнейшие усовершенствования, включая интеграцию лазеров чипового масштаба и дополнительных фотонных компонентов, что позволит сократить время настройки оптических систем и сделать передовые эксперименты доступными для широкого круга специалистов.
