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
Выгуливать робота-собаку за 100 000 рублей: необычная вакансия появилась в России
Новости
Прорыв в квантовой физике: ученые впервые измерили состояние кота Шредингера
Новости
Добыча редкоземельных металлов изменится: новое открытие с прометием
Новости
Новая схема мошенников заражает смартфоны: как защитить себя и родственников
Новости
Мощный ураган обрушился на Сибирь: видео очевидцев и что происходит прямо сейчас
Наука
«Апокалипсис» в Таганроге: посмотрите на нашествие комаров на юге России
Наука
Врачи пересадили мужчине стволовые клетки для борьбы с бесплодием
Наука
Китайские ученые создали 32-битный процессор толщиной в одну молекулу
Новости
«Пьяные» самцы привлекательнее для самок дрозофил, показало исследование
Наука
Midjourney запустила новый генератор изображений после вирусного обновления ChatGPT
Новости
Самокаты только по биометрии: какие изменения планируют в России
Новости
Студенты разработали приложение для баланса работы и личной жизни
Новости
Неуловимую «обреченную» пару звезд нашли вблизи Солнечной системы
Космос
Как защитить доступ к «Госуслугам» от мошенников: появился новый способ
Новости
«Уэбб» поставил астрономов в тупик: какую аномалию он нашел во Вселенной
Космос
Физики собрали «квантовый сэндвич» из невозможных материалов
Наука
Российский военный спутник выпустил новый объект на орбите: неизвестно, что это
Кейсы
Эта черная дыра поглощает материю и выбрасывает часть еды в космос
Космос
«Уэбб» раскрыл тайну центра Млечного Пути: почему там формируется слишком мало звезд
Космос
Рак распространяется как сеть: российские ученые наблюдали в 3D особенности развития опухолей
Наука