اتم های خنثی به دام افتاده در آرایه ای از تله های اپتیکی می توانند به عنوان کیوبیتها برای کاربردهای محاسبات کوانتومی عمل کنند.

D. Ohl de Mello et al., Phys. Rev. Lett . -۲۰۱۹

اما در ابتدا نیاز است که به منظور ایجاد الگوهای بدون نقص، محققان اتم ها را بطور دقیق در داخل آرایه جایگذاری کنند تا بعدا بتوانند آن را دستکاری کرده و برای محاسبات مورد استفاده قرار دهند.

در سال ۲۰۱۸، محققان ۷۲ اتم را در موتیف های مختلف از قبیل یک گره و یک مکعب مرتب کردند. اکنون گرهارد بیرکل و همکارانش در دانشگاه صنعتی دارمشتات آلمان، روش جدیدی را برای الگوسازی اتم ها ارائه می دهند که تعداد آنها را به رقم بی سابقه ۱۱۱ اتم می رساند.

آنها میگویند که روششان به طور بالقوه برای یک میلیون اتم یا بیشتر، باید به آسانی قابل تعمیم باشد.

بیرکل و همکارانش ابری از اتم های روبیدیوم را تا دمای ۱۰۰ میکرو کلوین سرد کردند. در ادامه، آنها اتم ها را در داخل یک آرایه میکرو تله ای قرار دادند (صدها تله لیرزی مرتب شده در یک شبکه مربعی که از طریق هدایت باریکه لیزری از میان آرایه ای از میکرو لنزها تولید می شوند)

در ابتدا، هر تله شامل تعداد کمی از اتم ها است. به منظور کاهش این تعداد به یک، گروه برای حذف جفت اتم ها از هر مکان، از تکنیکی با نام سد (مانع) برخوردی استفاده کرد.

در مکان هایی که در ابتدا تعداد فردی از اتم ها وجود داشت، دقیقا یک اتم باقی می ماند. در مکان هایی که در ابتدا حاوی تعداد زوجی از اتم ها بودند، در نهایت هیچ اتمی باقی نمی ماند.

در ادامه، گروه با استفاده از انبرک های لیزری، اتم های تنها را به مکانهای خالی در الگوهای هدف منتقل می کنند.

با استفاده از این روش، گروه یک مربع ۱۰ اتم در۱۰ اتم، یک صفحه شطرنجی شامل ۱۰۵ اتم و دو مربع به هم پیوسته که حاوی ۱۱۱ اتم بودند را به وجود آوردند. در حال حاضر آنها روی الگوهای حاوی ۱۰۰۰ اتم کار میکنند.

بیرکل میگوید که تنها مانع برای مرتب کردن تعداد بیشتری از اتم ها، مانع اقتصادی است. برای ساختن مکان های تله بیشتر، نیاز به خرید لیزرهای قوی تری وجود دارد.

نویسنده خبر: ملیحه آزادپرور

منبع خبر:

وبگاه APS