Истражувачи од Хумболтовиот универзитет во Берлин развиле нов начин за заробување и контрола на атоми во близина на ултратенко стаклено влакно, што значително ги подобрува нивните квантни својства. Според тимот, пристапот овозможува подолго задржување на атомите во замката и многу подолго зачувување на квантната информација, што е важно за идните квантни мрежи и квантни компјутери.
Контролата на поединечни атоми е една од клучните технички основи на квантните технологии. Во многу експериментални системи атомите мора да се држат многу блиску до минијатурни структури што водат светлина, за да може информацијата ефикасно да се пренесува меѓу квантните честички. Досега, за тоа најчесто биле потребни повеќе ласерски зраци.
Новата метода користи поинаква комбинација: природните електростатски сили на површината на стакленото влакно ги привлекуваат атомите, додека дополнително ласерско поле ги оттурнува нежно од површината. Така се создава стабилна област во која атомите можат да останат заробени. Самото влакно е исклучително тенко, околу сто пати потенко од човечко влакно.
Иако оваа замка ги држи атомите помалку цврсто од конвенционалните решенија, истражувачите успеале ефикасно да ги префрлат атомите во неа со минимални загуби. Резултатот е значаен: атомите останале заробени двојно подолго, а времето во кое ја задржуваат квантната информација се зголемило приближно десетпати.
Главната причина за подобрувањето е тоа што атомите поголемиот дел од времето се наоѓаат во област со многу слабо светлинско влијание. Тоа ги намалува нарушувањата што обично ги расипуваат чувствителните квантни состојби. Со помала декохеренција, квантната меморија станува постабилна и попрактична за идни уреди.
Авторите сметаат дека овој пристап отвора нова насока во развојот на нанофотонски квантни системи. Наместо површинските сили да се гледаат како пречка, тие можат да станат корисна алатка за попрецизна контрола на квантните честички. Потенцијалните примени вклучуваат подобри квантни мемории, поефикасни комуникациски мрежи и поедноставни оптички квантни уреди.
Истражувањето е објавено во списанието Nature Photonics под наслов „Hybrid nanophotonic trap for cold atoms using surface forces and a blue-detuned evanescent field“. Водечки автор е Рикардо Пенета, а работата е изработена во рамки на групата „Fundamentals of Optics and Photonics“ предводена од Арно Раушенбојтел.
