Ученые Научно-исследовательского института фотоники ICFO в Барселоне (Испания) создали уникальный аналоговый квантовый процессор под названием QUIONE для наблюдения за отдельными атомами. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале PRX Quantum.
QUIONE является единственным в мире квантово-газовым микроскопом, который способен получить изображения отдельных атомов квантового газа стронция. Для этого ученые привели газ из атомов стронция в квантовое состояние и поместили его в оптическую решетку, где атомы могли взаимодействовать посредством столкновений, а затем применили методы визуализации одиночных атомов.
Сначала атомы были приведены в неподвижное состояние с помощью нескольких лазерных лучей, а их температура снизилась почти до абсолютного нуля. В результате их поведение стало квантово-механическим, и атомы стали проявлять такие свойства, как квантовая суперпозиция и запутанность. Внутри оптической решетки атомы иногда подвергались квантовому туннелированию, перемещаясь из одного места в другое, что имитирует динамику электронов в некоторых материалах.
Было подтверждено, что газ стронций является сверхтекучей, квантовой фазой материи, которая течет без вязкости. Авторы надеются, что полученные результаты позволят моделировать более сложные и экзотические материалы и изучать новые фазы материи.
До сих пор квантовые микроскопические установки могли получать изображения щелочных атомов, таких как литий и калий, которые имеют более простые свойства с точки зрения оптического спектра по сравнению с атомами щелочноземельных металлов, к которым относится стронций. Облако атомов стронция можно использовать в качестве атомного квантового процессора для решения проблем, выходящих за рамки возможностей современных классических компьютеров.
