İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləriHər biri iki və ya daha çox əlaqəli atomdan ibarət olan iki uzaq nəhəng superatom arasında dolaşıq vəziyyətin proqramlaşdırıla bilən və deterministik kiral ötürülməsi. Müəllif: Du və başqaları.

Kvant texnologiyaları hesablamalar aparmaq, məlumat paylaşmaq və ya digər funksiyaları yerinə yetirmək üçün kvant mexaniki təsirlərindən istifadə edən sistemlərdir. Bu sistemlər etibarlı şəkildə ötürülməli və dekoherensiyadan (yəni kvant məlumatlarının tədricən itirilməsindən) qorunmalı olan kvant vəziyyətlərinə əsaslanır.

Son illərdə kvant fizikləri və mühəndisləri böyüdülmüş atomlar kimi davranan və kvant texnologiyalarının inkişafı üçün istifadə edilə bilən süni strukturlar olan sözdə nəhəng atomlar təqdim ediblər. Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş bu yaxınlarda dərc olunmuş məqalədə Çalmers Texnologiya Universitetinin tədqiqatçıları bu konsepsiyanı inkişaf etdirərək dolaşıqlıq yarada və müxtəlif bu cür cihazlar arasında kvant vəziyyətlərinin etibarlı şəkildə ötürülməsinə imkan yarada bilən yeni bir növ nəhəng atoma bənzər strukturlar olan diqqətlə hazırlanmış yeni nəhəng “superatomlar” (GSA) təqdim ediblər.

Məqalənin ilk müəllifi Lei Du Phys.org-a bildirib ki, “Son illərdə, məkan baxımından ayrılmış çoxsaylı nöqtələrdə ətraf mühitlə birləşən kvant emitentləri olan sözdə “nəhəng atomlara” maraq artmaqdadır”.

“Bu qurğular bir birləşmə nöqtəsindən yayılan işığın digərindən yayılan işığa müdaxilə etməsinə imkan verir və bu da dekoherenssiz davranış və kiral (istiqamətli) emissiya kimi qeyri-adi kvant effektlərinə səbəb olur. İlhamımız belə bir sual verməklə vacib bir addım daha irəli getmək idi: bu cür qeyri-lokal kvant sistemlərinə daxili qarşılıqlı təsirlər təqdim etdikdə nə baş verir?”

Əvvəlki işlərə əsaslanaraq, Du və həmkarları, daha yüksək ölçülü (çoxsəviyyəli) nəhəng kvant emitter kimi kollektiv şəkildə davranan iki və ya daha çox süni atomdan ibarət kompozit sistemlər olan GSA konsepsiyasını hazırladılar. Onların son tədqiqatlarının əsas məqsədi dekoherensin qarşısını alarkən, bu sistemlərin kvant dolaşıqlığının yaranması, idarə olunması və paylanması üçün potensialını araşdırmaq idi.

Nəhəng atomlardan nəhəng superatomlara keçid

Nəhəng atomlar, kvant mexanikasının qanunlarına uyğun şəkildə davranan diskret enerjilərə malik atoma bənzər sistemlərdir. Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar effektiv enerji səviyyələri iki və ya daha çox birləşdirilmiş süni atom tərəfindən kollektiv şəkildə formalaşan yeni nəhəng atoma bənzər sistemlər hazırlamağa başladılar.

Məqalənin həmmüəllifi Janine Splettstoesser izah etdi ki, “Nəhəng atomlar qarşılıqlı təsir göstərdikləri işığın dalğa uzunluğundan daha böyük olduqları üçün ‘nəhəng’ adlandırılır ki, bu da adi atomlardan çox fərqlidir”.

“Burada təqdim olunan GSA-lar, bir-biri ilə güclü şəkildə bağlı olan və birləşmə nöqtələri elə düzülmüşdür ki, qrup ‘nəhəng’ olur. Bu düzülüş kökündən yeni anlayışlar üçün imkanlar açır.”

Tədqiqat qrupu öz məqaləsində fərqli birləşmə nöqtələri düzülüşü ilə xarakterizə olunan iki GSA konfiqurasiyasını təqdim etdi. Bunlara GSA-ların birləşmə nöqtələrinin bir-birinə qarışdığı hörülmüş GSA-lar və bu birləşmələrin bir-birinə qarışmadığı ayrı GSA-lar daxildir.

Hörülmüş GSA-ların kvant koherentliyini qoruyarkən aralarında kvant məlumatlarının ötürülməsi və ya dəyişdirilməsi üçün perspektivli olduğu aşkar edilmişdir. Digər tərəfdən, ayrı-ayrı GSA-ların dalğaötürən və ya optik interfeys boyunca üstünlük təşkil edən bir istiqamətdə hərəkət edən fotonların emissiyasını nəzərdə tutan kiral emissiyanın reallaşması üçün daha uyğun olduğu aşkar edilmişdir.

Splettstoesser bildirib ki, “Biz GSA-ların dolaşıq vəziyyətləri məlumat itirmədən deterministik şəkildə bir yerdən digərinə ötürmək üçün necə yaradıla biləcəyini göstərdik – bu, kvant rabitə sistemlərinin qurulması üçün çox vacibdir”.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Kvant texnologiyalarının inkişafı üçün imkanlar

Tədqiqatçılar diqqətlə hazırlanmış GSA-ların kvant vəziyyətlərinin dekoherenssiz ötürülməsini və vəziyyətə bağlı kiral emissiyanı həyata keçirmək üçün perspektivli platformalar ola biləcəyini göstərdilər. Gələcəkdə onların təqdim etdiyi GSA konfiqurasiyaları kvant cihazları şəbəkələri və ya paylanmış kvant hesablama sistemləri yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

“İnanıram ki, məqalənin əsas nailiyyəti nəhəng atomlardan GSA-lara konseptual sıçrayışdır”, məqalənin həmmüəllifi Anton Frisk Kokum bildirib.

“On il əvvəl kiçik atomlardan nəhəng atomlara keçmək, əvvəllər istifadə edilməmiş sadə, lakin güclü müdaxilə effektlərinə gözlərimizi açdı. İndi isə bu müdaxilə effektlərinin tətbiqini daha geniş sistem sinfinə genişləndiririk.”

Son illərdə nəhəng atomlar kvant məlumatlarını qorumaq və idarə etmək üçün perspektivli sistemlər olduğunu sübut etmişdir. Du, Splettstoesser, Kockum və onların əməkdaşı Xin Wang, GSA-ların oxşar faydalar təklif edəcəyinə, lakin daha geniş miqyasda olacağına və kvant məlumatlarının müxtəlif sistemlər və ya cihazlar arasında etibarlı şəkildə ötürülməsini asanlaşdıracağına ümid edirlər.

Du əlavə etdi: “Biz GSA-ların topoloji və ya Hermit olmayan fotonik strukturlar kimi daha ekzotik mühitlərdə necə davrandığını araşdırmaqda çox maraqlıyıq”.

“Bu mühitlər dolaşıqlığı qorumaq və ya fotonları qeyri-adi yollarla istiqamətləndirmək üçün yeni yollar təklif edə bilər. Gələcək tədqiqatlar üçün digər perspektivli istiqamət təklifimizi daha mürəkkəb kvant vəziyyətlərinə səmərəli şəkildə daxil olmaq və onları idarə etmək mümkün olan daha yüksək həyəcanlı manifoldlara və ya davamlı dəyişən sistemlərə genişləndirməkdir. Nəticə etibarilə məqsədimiz nəzəri təkliflərdən GSA-ların unikal xüsusiyyətlərindən istifadə edən praktik kvant texnologiyalarına keçməkdir.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Lei Du və digərləri, Nəhəng Superatomlarda Geyimli Müdaxilə: Dolaşıqlıq Yaranması və Transferi, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/crzs-k718 .

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

© 2025 Science X Network