Un control sporit asupra mișcărilor ionilor poate ajuta la îmbunătățirea calculatoarelor cuantice

Fizicienii își duc puterile cuantice la următorul nivel, adică următorul nivel de energie.

Cercetătorii au controlat mișcarea unui ion prins, un atom încărcat electric, mai bine decât s-a putut niciodată înainte, manipulând nivelul de energie al oscilației sale în interiorul unui câmp electromagnetic. Un singur ion de beriliu, prins de câmpurile electromagnetice, a fost făcut să oscileze conform licitației oamenilor de știință, informează echipa pe 22 iulie. Natură.

În mecanica cuantică, energia vine în cantități discrete, pachete cunoscute sub numele de cuante. Folosind lasere pentru a modifica ionul, cercetătorii au reușit să-l seteze să oscileze în câmpul electromagnetic care l-a limitat, cu orice număr de cuante până la 100, doborând recordurile publicate anterior de aproximativ 17 cuante.

De asemenea, echipa a pus ionul într-o suprapunere – o situație ciudată în care ionul se află simultan în două stări de energie simultan, făcându-l ultrasensibil la orice câmp electromagnetic rătăcit. Cu cât diferența dintre cele două niveluri de energie în suprapunere este mai mare, cu atât ionul este mai sensibil. Cercetătorii au pus ionul într-o suprapunere între o stare fără cuante de energie și una cu 18. Astfel de ioni ar putea fi folosiți ca senzori precisi pentru a localiza câmpurile electromagnetice.

Noile pricepere demonstrate de oamenii de știință cu ionii ar putea fi, de asemenea, folosite pentru a construi computere cuantice mai bune. Unele computere cuantice stochează și prelucrează informații prin intermediul ionilor închiși în capcane, cu lasere folosite pentru a efectua operațiuni asupra datelor cuantice. Deși computerele cuantice sunt încă în stadiile incipiente, oamenii de știință prevăd că mașinile vor putea efectua calcule mai complexe decât ceea ce este posibil în prezent (SN: 7/8/17, str. 28).

„Este un nivel de control fără precedent”, spune Katie McCormick, fizician la Universitatea Washington din Seattle. „Am generat stări cuantice la un nivel pe care nimeni nu l-a mai avut înainte.”