Nuova tecnologia per la manipolazione atomica apre la strada a calcoli quantistici più veloci
Un recente studio pubblicato su arXiv (https://arxiv.org/abs/2510.11451) presenta un avanzamento significativo nel campo della fisica atomica, con implicazioni cruciali per il calcolo quantistico e la simulazione. Il lavoro descrive lo sviluppo di una nuova tecnica di controllo per le pinzette ottiche 3D, che permette una riorganizzazione rapida e precisa degli atomi neutri. Questa innovazione promette di superare le limitazioni delle tecniche attuali, aprendo nuove possibilità per la costruzione di computer quantistici più efficienti e scalabili.
Il metodo tradizionale per la manipolazione degli atomi tramite pinzette ottiche si basa sull’uso di deflettori acusto-ottici (AOD). Tuttavia, la tecnica del chirp in frequenza, comunemente usata per il trasporto degli atomi, può distorcere il profilo della pinzetta e alterare la traiettoria a causa dell’effetto di lensing acustico. La nuova ricerca introduce un deflettore acusto-ottico tridimensionale (3D-AODL) per mitigare questi effetti, consentendo tempi di trasporto notevolmente ridotti. Inoltre, sono state sviluppate forme d’onda fading-Shepard che aggirano i limiti di banda degli AOD, consentendo lo spostamento assiale continuo.
I ricercatori hanno dimostrato un movimento 3D illimitato in un volume di almeno 200 µm x 200 µm x 136 µm, con velocità delle pinzette superiori a 4,2 m/s. Questa capacità di muovere le pinzette ottiche lungo traiettorie arbitrarie in 3D dovrebbe consentire la riorganizzazione rapida degli atomi in array 2D e 3D, aprendo nuove frontiere per l’ingegneria dei potenziali ottici dinamici. Questa tecnologia ha il potenziale di accelerare il controllo quantistico e la manipolazione degli atomi nei computer quantistici attuali, aumentando le velocità di clock e consentendo l’ordinamento rapido in geometrie scalabili a milioni di qubit.
Paper: ArXiv.org