Сконструирована расширяемая ионная ловушка

Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.

Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу https://n-n-n.ru.
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.

Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru

Опубликовано empirv в 2 апреля, 2010 - 09:12 -->

Специалисты Национального института стандартов и технологий (США) представили свой вариант ионной ловушки, которая позволяет работать с большим числом ионов и построена с использованием набора стандартных элементов.

Новое устройство представляет собой планарный вариант известной радиочастотной (РЧ) ловушки Пауля. Для удержания ионов в ней используется комбинация постоянного и радиочастотного электрических полей.

Ловушка формируется на пластине из аморфного кварца толщиной 380 мкм. Сначала на нее наносится первый проводящий слой золота толщиной 300 нм, затем методами литографии и травления его соответствующим образом модифицируют, после чего покрывают слоем диэлектрика — диоксида кремния — толщиной 1 мкм. Поверх него ложится второй микрометровый золотой слой, который имеет свой рисунок и в определенных местах контактирует с первым.

Некоторые стандартные элементы, используемые при создании ловушки. Красным отмечены РЧ-электроды. (Иллюстрация из New Journal of Physics)

Основу ловушки, образованную РЧ-электродами, составляют центральный овал и шесть каналов, которые отходят от него в разные стороны, причем слева и справа находятся зоны загрузки ионов. В местах подведения каналов созданы Y-образные соединения. В конструкции предусмотрены 150 рабочих областей для хранения и переноса ионов — кандидатов на роль кубитов квантового компьютера. Здесь же можно проводить обработку квантовой информации, изменяя состояние кубитов с помощью лазера.

Основным достоинством ловушки авторы считают ее масштабируемость. Количество рабочих зон и размеры устройства можно варьировать, используя ровно столько элементов из стандартного набора, сколько необходимо. «Геометрия нашей ловушки легко подстраивается под конкретный эксперимент», — заявляет один из разработчиков Джейсон Амини (Jason Amini).

Ученые уже испытали новое устройство в деле, загрузив в ловушку сразу десять ионов магния ²⁴Mg⁺. Результаты предварительных экспериментов обнадеживают: ионы успешно перемещались от одной рабочей зоны к другой и передавались по Y-образным соединениям.

Перемещение иона в обоих направлениях в Y-образном соединении: