Захваченными ионами научились управлять при помощи голограммы

Лазеры в науке Комментарии к записи Захваченными ионами научились управлять при помощи голограммы отключены

Исследователи предложили очень точный способ управления отдельными ионами. В его основе лежит технология голографической оптической инженерии.

До сих пор лазерные лучи в квантовых устройствах не позволяли точно управлять состоянием кубитов. Новая технология, в основе которой лежат принципы оптической голографии, позволила избежать ошибок при активации захваченных ионов

Направляя лазерный луч на ион, ученые могут устанавливать с ним «связь» — лазер позволяет изменять квантовое состояние иона и использовать его для обработки квантовой информации. Однако лазерные лучи способны создавать аберрации и искажения, которые могут привести к увеличению ширины пучка в фокусе. Но расстояние между захваченными ионами составляет несколько микрометров, поэтому расширение пучка приводит к возникновению большого количества ошибок в работе квантовых вычислительных устройств на захваченных ионах.

Авторы нового исследования предложили свой способ решения этой проблемы. Они создали алгоритм, основанный на технике оптической голографии, который позволяет избежать аберраций и искажений, и увеличивает точность управления захваченными ионами. Чтобы добиться этого, физики взяли лазер, увеличили ширину его пучка до 1 сантиметра, а затем пропустили его через цифровое микрозеркальное устройство (ЦМУ), которое программируется и функционирует как кинопроектор. 

Микросхема ЦМУ содержит два миллиона зеркал размером в несколько микрон, которые управляются контроллером, регулирующим электрическое напряжение, подаваемое на них. Используя свой новый алгоритм, ученые смогли запрограммировать микросхему с цифровым микрозеркальным устройством на отображение рисунка голограммы. Таким образом исследователи смогли точно контролировать интенсивность и фазу света, попадающего на захваченный в ловушку ион.

В ходе тестирования исследователи смогли манипулировать каждым ионом при помощи голографического света. Также физики смогли побороть перекрестную активацию — явление, когда лазерный луч помимо целевого иона активирует и соседнюю частицу. Новое устройство успешно устраняет аберрации, используя ион в качестве датчика. Таким образом новая технология позволяет получить самую высокую точность управления квантовыми устройствами в мире.

Статья опубликована в журнале npj Quantum Information.

Источник: https://www.popmech.ru/science/news-695853-zahvachennymi-ionami-nauchilis-upravlyat-pri-pomoshchi-gologrammy/

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top