Fisikawan memaksa atom ke dalam keadaan 'hiper-entenglement' kuantum menggunakan pinset yang terbuat dari cahaya laser
Menggunakan pinset optik yang terdiri dari cahaya laser, para peneliti telah mengembangkan cara baru untuk memanipulasi atom individu dan menciptakan keadaan hyper-gexlement.
Terobosan ini dapat menyebabkan bentuk baru Komputasi kuantum dan kemajuan dalam simulasi kuantum yang dirancang untuk menjawab pertanyaan mendasar tentang fisika.
Ilmuwan Caltech telah menggunakan pinset optik untuk mengendalikan atom individu selama beberapa dekade, yang mengarah ke sejumlah kemajuan, termasuk Koreksi kesalahan kuantum dan metode untuk membuat Jam paling akurat di dunia.
Namun, satu masalah persisten dalam prosesnya adalah gerakan alami atom, yang dapat memperkenalkan kebisingan (dan kesalahan) ke dalam sistem kuantum. Namun dalam studi terobosan, diterbitkan dalam jurnal Sainskelemahan itu telah diubah.
“Kami menunjukkan bahwa gerakan atom, yang biasanya diperlakukan sebagai sumber kebisingan yang tidak diinginkan dalam sistem kuantum, dapat diubah menjadi kekuatan,” kata Adam Shaw di sebuah penyataan Di situs web Caltech, seorang peneliti postdoctoral dan penulis pertama dalam penelitian ini.
Alih-alih pengaruh yang mengganggu, Shaw dan rekannya telah memanfaatkan gerakan itu untuk membuat set atom yang sangat masuk akal. Hyper-Entanslemling berbeda dari tradisional Keterikatan kuantumyang menggambarkan dua atau lebih partikel yang dalam sinkronisasi dan berbagi properti di jarak yang luas. Sebaliknya, atom hyper-entangled dapat berbagi banyak sifat secara bersamaan.
Dalam percobaan, tim Caltech mampu menghubungkan keadaan gerak dan keadaan elektronik (ukuran tingkat energi internal atom) dalam sepasang atom pada saat yang sama.
Terkait: Fisikawan membuat kucing Schrödinger terpanas yang pernah ada dalam terobosan teknologi kuantum
Pencapaian ini merupakan langkah penting dalam hal volume dan efisiensi, menurut Manuel berubahseorang profesor fisika di Caltech dan co-lead penulis penelitian. “Ini memungkinkan kami untuk menyandikan lebih banyak informasi kuantum per atom,” katanya dalam pernyataan itu. “Anda mendapatkan lebih banyak keterjeratan dengan sumber daya yang lebih sedikit.”
Untuk mencapai keadaan hyper-geellement itu, tim pertama-tama harus mendinginkan atom bumi alkali tanpa muatan menggunakan metode baru yang Endres katakan melibatkan “deteksi dan koreksi aktif berikutnya dari rangsangan mori termal.” Dengan menggunakan metode ini, tim dapat hampir sepenuhnya membekukan gerakan atom.
Langkah selanjutnya adalah menyebabkan atom berosilasi seperti pendulum pada skala kecil di dua arah yang berbeda secara bersamaan, menciptakan keadaan superposisi – Ketika sebuah partikel menunjukkan sifat yang berlawanan secara bersamaan. Atom-atom berosilasi ini kemudian terjerat dengan mitra yang cocok dengan gerakan mereka, dan akhirnya sangat masuk akal untuk mencerminkan keadaan elektronik mereka.
Menurut Endres, titik percobaan adalah untuk menemukan batas kontrol yang dapat mereka lakukan atas atom. “Kami pada dasarnya membangun kotak alat,” katanya. “Kami tahu bagaimana mengendalikan elektron dalam atom, dan kami sekarang belajar bagaimana mengendalikan gerakan eksternal atom secara keseluruhan – itu seperti mainan atom yang telah Anda kuasai sepenuhnya.”
Salah satu aspek paling menarik dari penemuan ini adalah implikasi bahwa lebih banyak negara atau sifat dapat terjerat, yang menurut Endres dapat menyebabkan sejumlah aplikasi potensial.
“Negara -negara mori bisa menjadi sumber daya yang kuat untuk teknologi kuantum, dari komputasi hingga simulasi hingga pengukuran presisi.”
