Низа слаби ласерски импулси за попрецизна квантна контрола

Истражувачи од Технолошкиот институт „Стивенс“ и нивни соработници предложија метод за попрецизно управување со квантни системи, без несаканите ефекти што можат да ги предизвикаат многу силните ласерски импулси.

Квантните состојби на атомите и молекулите често се контролираат со ласерска светлина. Кога полето е премногу интензивно, честичките можат истовремено да апсорбираат повеќе фотони. Таквите мултифотонски процеси отвораат дополнителни патишта меѓу енергетските состојби и го прават однесувањето на системот потешко за предвидување.

Новиот пристап ја заменува една долга и силна светлосна дразба со внимателно програмирана низа од 12 кратки импулси со помала енергија. Нивното времетраење, јачината, фреквенцијата и фазата се пресметуваат така што постепениот премин од една квантна состојба во друга да се одвива на сличен начин, но со значително помала јачина на светлината во секој чекор.

Според теоретските пресметки, методот би можел да биде корисен за квантни компјутери, квантни сензори и квантни симулатори, каде што прецизната подготовка и манипулација на квантните состојби е неопходна. Потенцијална примена постои и во молекуларната физика и спектроскопијата, бидејќи слабите импулси би можеле да го намалат влијанието на несаканите процеси врз мерењата.

Намалувањето на ласерската енергија може да биде важно и во биомедицинските технологии, како снимањето и дијагностиката, каде што силната светлина може да оштети чувствителни клетки и ткива. Сепак, резултатите засега се теоретски. Следниот чекор е експериментално тестирање на низата импулси и проверка дали предложената контрола функционира во реални квантни системи.