В заполненной лаборатории в Кембридже, штат Массачусетс, зеркала, линзы и светоделители формируют плотный и, казалось бы, хаотичный лабиринт. На самом деле, каждый прибор точно расположен для управления лазерными лучами, которые рикошетируют через установку перед тем, как попасть в вакуумную камеру. Внутри камеры лучи подвешивают отдельные атомы рубидия против силы тяжести, упорядочивают их в узоры и манипулируют их внутренними квантовыми состояниями.
Долев Блювштейн, физик из Гарвардского университета, указывает на цифровую камеру, установленную для наблюдения за камерой. На экране видны несколько ярких зеленых точек — это атомы, парящие, флуоресцирующие и делающие атомный масштаб видимым. Они также являются квантовыми битами, или кубитами, в сердце квантового компьютера, который продвигает границы и соперничает с более устоявшимися концепциями. «Несмотря на преимущества различных вычислительных подходов, я думаю, что нейтральные атомы самые интересные, потому что мы фотографируем атомы», — говорит Блювштейн под гул насосов.
Работа в Гарварде представляет передовой опыт в так называемой квантовой вычислительной технике на основе нейтральных атомов. Десятилетиями этот подход оставался в тени, пока физики пытались заставить хотя бы два атома взаимодействовать, что необходимо для выполнения вычислений. Тем временем исследователи, работающие над другими подходами, быстро продвигались вперед, собирая функциональные, хотя и шумные, квантовые компьютеры с десятками кубитов, состоящих из микросхем или отдельных ионов, захваченных на микросхемах.
Благодаря нескольким ключевым достижениям, квантовая вычислительная техника на основе атомов снова набирает обороты. Физики теперь могут собирать массивы из тысяч атомов — тысяч потенциальных кубитов. Поскольку все атомы определенного элемента и изотопа идентичны, они должны быть более надежными и легче контролироваться, чем сверхпроводящие кубиты, произведенные искусственно.
—
📰 Источник: science.org
Адаптировано и переведено с оригинала