Ученые смогли перебрасывать атомы из одного оптического пинцета в другой. Исследование опубликовано в журнале Optica. Физики из Японии и Южной Кореи сообщили об успешных «пасах» охлажденными атомами рубидия на расстояние 4,2 мкм со скоростью до 65 см/с. Свободно летающие атомы перемещаются из одного места в другое, не удерживаясь оптической ловушкой и не взаимодействуя с ней. Технология пригодится для создания квантовых компьютеров и изучения столкновения отдельных атомов.

Чтобы создать свободно летающие атомы, исследователи охладили атомы рубидия почти до 0 К (около абсолютного нуля температуры) и захватили их в оптические ловушки с помощью лазера с длиной волны 800 нм. Такая ловушка движется с ускорением, перемещая атом в заданном направлении. После отключения лазера атом движется самостоятельно, пока не будет захвачен другой оптической ловушкой.

Исследователи протестировали работу технологии в серии экспериментов. В дополнение к метанию и ловле атомов они показали, что крошечные «мячи» могут быть проброшены через другую стационарную оптическую ловушку и на них не влияют другие атомы, встречающиеся на этом пути. Физикам удалось создать свободно летающие атомы примерно в 94% случаев.

Это исследование — часть проекта, направленного на развитие квантовых вычислений. Основная задача, которую решают ученые, предполагает использование оптических ловушек для организации атомов в заданный массив.

Такие летающие атомы могут обеспечить новый тип динамических квантовых вычислений, позволяя более свободно изменять относительное расположение кубитов — квантовых эквивалентов двоичных битов. Их также можно использовать для столкновения отдельных атомов, открывая новую область химии атом за атомом, – Чжеук Ан, соавтор исследования из Корейского передового института науки и технологий.