Światło lasera wykorzystane w formie szczypców pozwoliło na wyjątkowo skuteczne kontrolowanie wybranych atomów. Dokonane tym sposobem hipersplątanie stanowi teraz głównego bohatera publikacji zamieszczonej w Science. Związani z nią fizycy mówią o wielkim potencjale dokonanego postępu. Takowy mógłby się przejawiać rewolucyjnym podejściem do wykonywania obliczeń kwantowych, a także symulacji kluczowych do uzyskania odpowiedzi na najważniejsze pytania w dziedzinie fizyki.
Czytaj też: Kwantowy supermetal padł łupem naukowców. Dokonali tego w niebywałych okolicznościach
Wcześniejsze próby kontrolowania atomów przynosiły pewne korzyści, lecz wielkim problemem pozostawał powstający szum, narażający na występowanie błędów w całym układzie. Stanowiło to pokłosie naturalnego ruchu tych atomów, dlatego naukowcy szukali sposobów na ograniczenie go, a najlepiej – całkowite wyeliminowanie. Z relacji przedstawicieli Caltech wynika, że taka sztuka udała im się na szóstkę z plusem.
Adam Shaw, który kierował działaniami swojego zespołu wskazuje na przekształcenie pierwotnego problemu – wynikającego ze wspomnianego szumu – w coś, co przynosi korzyści. Hiersplątanie atomów, do którego doszło dzięki przyjętej strategii, jest nawet lepsze od klasycznego splątania (które przecież i tak stanowi coś, co wydaje się nieprawdopodobne). Na czym polega różnica? W przypadku hipersplątania atomy mogą dzielić między sobą wiele właściwości, co jest niespotykane w odniesieniu do konwencjonalnego splątania.
Splątanie osiągnięte przez przedstawicieli Caltech zapewniło tak wysoki stopień kontroli nad atomami, że określa się je mianem hipersplątania
Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych doprowadzili do sytuacji, w której połączone zostały ze sobą stany ruchu i stany elektroniczne występujące w parach atomów. W praktyce taka zmiana oznacza możliwość przenoszenia jeszcze większej ilości informacji w atomie. Oznacza to zwiększoną wydajność przy takich samych nakładach energetycznych i obliczeniowych.
Wykorzystując atomy tworzące pierwiastki zaliczane do grona berylowców, fizycy poddali je schłodzeniu. Zastosowali w tym celu metodę wykrywania i aktywnej korekcji wzbudzenia ruchu termicznego, dzięki czemu ruch atomów spadł niemal do zera. Później trzeba było doprowadzić do oscylowania atomów na niewielką skalę w dwóch kierunkach jednocześnie, co było możliwe dzięki superpozycji.
Czytaj też: To atomowy przełom. Największy stellarator na świecie wyprodukował właśnie hel-3
W takim stanie obiekt może wykazywać za jednym razem dwie odrębne właściwości, co kłóci się z logiką. Poddane oscylacjom atomy zostały ze sobą splątane, a autorzy sprawowali nad nimi kontrolę, jakiej wcześniej nie dało się osiągnąć. Mogąc kontrolować ruch zewnętrzny atomu jako całości będą teraz chcieli wykorzystać to na potrzeby praktycznych zastosowań.