Квантовые технологии становятся компактнее: физики охладили атомы в системе на чипе

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре перенесли сложные квантовые эксперименты с громоздких лабораторных установок на миниатюрный чип. Фотонно-интегрированный модуль PICMOT способен ловить и охлаждать атомы, открывая путь к портативным квантовым технологиям.

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) создали компактную квантовую систему на чипе. В эксперименте физики использовали лазеры и оптоволоконные системы для охлаждения атомов до температуры 250 мкК, что практически останавливает их движение и позволяет наблюдать квантовые эффекты.

До сих пор подобные эксперименты требовали больших лабораторных установок с вакуумными камерами, сложными оптическими системами и магнитными ловушками. Однако ученые под руководством профессора Дэниела Блюменталя заменили массивное оборудование миниатюрной платформой PICMOT (фотонно-интегрированная магнитооптическая ловушка).

Схема PICMOT. Изображение: Daniel J. Blumenthal et al., Optica Quantum, A. Isichenko et al. Nat Commun 14, 3080 (2023)

Устройство использует интегрированные лазеры, модуляторы и решетчатые излучатели на основе нитрида кремния для захвата атомов. «Ранее миниатюризация ограничивалась уменьшением зеркал и решеток, но это все равно не позволяло интегрировать функции на одном чипе», — объясняет аспирант UCSB Андрей Исиченко, участвовавший в проекте.

В эксперименте исследователи направили лазерный луч через оптоволоконный кабель, тоньше человеческого волоса. Свет рассеивался тремя решетчатыми излучателями, формируя пересекающиеся лучи, которые смогли захватить около миллиона атомов. При дальнейшем увеличении размеров лучей система сможет удерживать еще больше атомов, повышая точность измерений.

Такие технологии могут найти применение в высокоточных измерениях, например, для мониторинга ледников, вулканической активности и изменения уровня моря. Кроме того, компактные квантовые устройства могут использоваться для улучшения хронометража, навигации и космических исследований.


Читать далее:

Модуль Blue Ghost показал редкие кадры восхода и заката Земли над Луной

Физики впервые наблюдали загадочный фрактальный узор в скрученном графене

Время может двигаться вперед и назад одновременно: что выяснили физики

Иллюстрация на обложке: Daniel J. Blumenthal et al., Optica Quantum

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Темные фабрики: будущее промышленности без человека
Мнения
Астрономы открыли рекордно далекую от звезды суперземлю
Космос
Датские ученые омолодили стволовые клетки, изменив их «диету»
Наука
Биологи описали стратегии любви у мышей: защищаться или «странствовать»
Наука
Якутские инженеры создали боевого «Скорпиона» для битвы роботов
Новости
Количество DDoS-атак удвоилось в первом квартале 2025 года
Новости
Сдвиг поверхности земли при землетрясении зафиксировали из космоса
Космос
Не так уж жарко: выяснилось, какая погода была на Марсе в прошлом
Космос
Целый океан исчез на Земле: как это изменило историю нашей планеты
Наука
Минцифры запускает эксперимент с ИИ на «Госуслугах»: что он будет делать
Новости
Сжигать жир можно с помощью мыслей: как это работает
Наука
Маркетплейсы превратили шопинг в зависимость: как не потратить свои деньги
Наука
ChatGPT научили материться, как сантехника Валеру из Омска
Новости
Написать научный труд в эпоху нейросетей: как сделать ИИ помощником?
Мнения
Следы «долгожданной» черной дыры нашли в соседней галактике
Космос
В Анапе испытали устройство для сбора мазута со дна моря
Наука
Филиппинские физики создали дешевые жидкие линзы из обычной воды
Наука
Perplexity вслед за OpenAI заявила в суде о желании приобрести Chrome
Новости
В МГУ разработали математическую модель для предотвращения давки
Наука
Посмотрите на самое подробное изображение Солнца, сделанное зондом Solar Orbiter
Космос