Могут ли чиповые системы изменить квантовые исследования?

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.
Могут ли чиповые системы изменить квантовые исследования?
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.


Новое на сайте

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка