manipolazione atomica

Controllo di pinzette ottiche 3D senza astigmatismo per la rapida riorganizzazione degli atomi

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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

Controllo di pinzette ottiche 3D senza astigmatismo per la rapida riorganizzazione degli atomi

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Pinzette ottiche 3D per la manipolazione di atomi

Un nuovo studio pubblicato su arXiv (2510.11451v2) presenta un avanzamento significativo nel campo del quantum computing e della simulazione quantistica. La ricerca si concentra sullo sviluppo di pinzette ottiche 3D senza astigmatismo per la rapida riorganizzazione degli atomi, una tecnologia cruciale per i computer quantistici e la metrologia quantistica. Il metodo più comune per la riorganizzazione degli atomi utilizza deflettori acusto-ottici (AOD) e la tecnica del frequency chirping. Tuttavia, questo approccio è limitato dalla deformazione del profilo e della traiettoria della pinzetta, a causa dell’effetto di lensing acustico indotto dal chirp.

Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno utilizzato una lente deflettore acusto-ottico tridimensionale (3D-AODL). Questo design promette di dimezzare i tempi di trasporto a lungo raggio rispetto allo stato dell’arte. Hanno introdotto forme d’onda fading-Shepard per superare la limitata larghezza di banda degli AOD, consentendo lo spostamento assiale sostenuto. La dimostrazione pratica ha mostrato un movimento 3D senza restrizioni in un volume di almeno 200 μm x 200 μm x 136 μm, con velocità delle pinzette superiori a 4,2 m/s. La capacità di muovere le pinzette ottiche lungo traiettorie arbitrarie in 3D dovrebbe consentire la riorganizzazione rapida degli atomi in array 2D o 3D, così come traiettorie omnidirezionali e l’ingegnerizzazione dinamica dei potenziali ottici.

Questa tecnologia ha il potenziale di migliorare il controllo quantistico e la manipolazione degli atomi nei computer quantistici attuali, aumentando i clock rate e consentendo un ordinamento rapido in geometrie scalabili a milioni di qubit.

Paper: ArXiv.org