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

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка