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

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка