Учёные научились управлять светом на микроуровне с помощью «искусственных атомов»

Команда исследователей из Института атомной и субатомной физики Венского технического университета представила уникальную систему, позволяющую манипулировать квантовым излучением на уровне микроразмеров. Важнейшей частью этой разработки стали так называемые «искусственные атомы» — сверхпроводящие контуры, достигающие сотен микрометров в размере и имеющие возможность настраиваемых параметров.

Главный автор научной статьи Елена Редченко отмечает, что в отличие от стандартных атомов, обладающих фиксированными свойствами, искусственные атомы поддаются «программированию» для установки необходимых энергетических состояний. Это открывает широкие перспективы для исследования различных квантовых феноменов в условиях контролируемого эксперимента.

Принцип работы системы заключается в следующем: микроволновое излучение проходит сквозь специфический металлический резонатор, который расположен вблизи искусственных атомов. Происходит динамический обмен световыми квантами между проводом и искусственными атомами, причём степень этого взаимодействия можно точно регулировать.

Одним из значительных достижений учёных стало создание «квантового таймера». Посылая в провод короткие микроволновые сигналы, эксперты способны формировать серию квантовых световых импульсов с заранее заданными интервалами.

Разработанная система отличается высокой адаптивностью и может использоваться в различных квантовых изысканиях. В частности, она позволяет генерировать изолированные, чётко разграниченные фотоны, что имеет огромное значение для многих научных исследований. Более того, система способна временно удерживать фотоны до их последующего выделения.

Эта инновационная технология открывает новые возможности в области квантовой физики и может стать важным фактором в развитии квантовых вычислительных устройств, систем квантовой передачи данных и других перспективных технологий. Способность управлять квантовыми состояниями света на микроуровне может стать ключом к решению многочисленных задач в сфере квантовых технологий.

Источник: iXBT