Технология масштабируемого массива нейтральных атомов получила подтверждение
Ученые из Колумбийского университета объединили оптические пинцеты с метаповерхностями, создав основу для квантовых компьютеров с более чем 100 000 кубитов
Short Summary
Исследователи из Колумбийского университета впервые объединили технологию оптических пинцетов с метаповерхностями, продемонстрировав принципиально новый и масштабируемый метод создания массивов нейтральных атомов. Этот подход, описанный в журнале Nature, позволил захватить 1000 атомов стронция и теоретически может быть расширен до систем, содержащих более 100 000 атомов, которые могут функционировать как кубиты.
Нейтральные атомы являются перспективной платформой для квантовых вычислений благодаря своей естественной способности демонстрировать квантовую суперпозицию и запутанность, а также полной идентичности друг другу, что устраняет необходимость в калибровке. Ключевой проблемой оставалось точное манипулирование атомами в больших масштабах. Новый метод использует метаповерхность с пикселями менее 200 нм, которая действует как массив из тысяч микроскопических линз, генерируя десятки тысяч сфокусированных лазерных точек (оптических пинцетов) для удержания атомов одновременно, что значительно проще и компактнее предыдущих систем на основе пространственных модуляторов света.
Данная технология открывает путь к созданию квантовых процессоров с количеством кубитов на два порядка выше, чем у современных самых продвинутых машин (около 1000 кубитов). Команда уже изготовила метаповерхность диаметром 3,5 мм, способную генерировать массив из 360 000 оптических пинцетов. Помимо квантовых вычислений, этот прорыв найдет применение в квантовом моделировании и создании высокоточных оптических атомных часов.
Масштабируемость до 100 000+ кубитов
Технология в принципе позволяет создавать массивы из более чем 100 000 нейтральных атомов, что на два порядка превышает возможности современных квантовых компьютеров
Гибридная платформа
Оптические пинцеты + метаповерхность: Впервые объединены оптические пинцеты и метаповерхности, что позволило создать компактную систему для одновременного управления тысячами атомов
Рекордная плотность и масштаб массива
Создана метаповерхность, генерирующая массив из 360 000 оптических пинцетов (600x600), что является увеличением на два порядка по сравнению с существующими методами
Высокая стабильность и долговечность материалов
Метаповерхность из нитрида кремния и диоксида титана выдерживает экстремальную лазерную интенсивность, превышающую солнечный свет на поверхности Земли в миллион раз
Text generated using AI
