Ssylka

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

16956Почему гигантская акула-молот предпочитает охотиться на других акул? 16955Волнообразные соседи солнца: тайные колыбели звёзд 16954Как свободный выбор приложений сотрудниками создает скрытые угрозы для бизнеса? 16953Обречена ли вселенная на коллапс через 10 миллиардов лет? 16952Новая забастовка усугубляет репутационный кризис Boeing 16951Хорнелундское золото: неразгаданная тайна викингов 16950Физический движок в голове: как мозг разделяет твердые предметы и текучие вещества 16949Скрыты ли в нашей днк ключи к лечению ожирения и последствий инсульта? 16948Почему символ американской свободы был приговорен к уничтожению? 16947Рукотворное убежище для исчезающих амфибий 16946Какую тайну хранит жестокая жизнь и загадочная смерть сестер каменного века? 16945Скрывает ли Плутон экваториальный пояс из гигантских ледяных клинков? 16944Взгляд на зарю вселенной телескопом Джеймса Уэбба 16943От сада чудес до протеина из атмосферы 16942Кратковременный сон наяву: научное объяснение пустоты в мыслях