Los láseres han arrojado y capturado átomos individuales extremadamente fríos. La técnica se puede utilizar en el futuro para construir computadoras cuánticas.
Para colocar átomos extremadamente fríos en ciertas posiciones, los investigadores generalmente los toman usando rayos láser altamente enfocados llamados pinzas ópticas. Esto funciona porque los átomos ultrafríos son muy sensibles a las fuerzas que la radiación electromagnética, como la luz, ejerce sobre ellos. El físico Jaewook Ahn del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea del Sur y sus colegas buscaban ahora una manera de minimizar el tiempo que los láseres «tocan» los átomos. Si los láseres trabajan con los átomos durante demasiado tiempo, las propiedades de las partículas pueden alterarse.
Los investigadores comenzaron con una pequeña caja, hecha de metal y vidrio, que contenía átomos de rubidio. Estos átomos tenían una temperatura de 40 millonésimas de grado por encima del cero absoluto. El equipo le dio a los átomos una pequeña patada usando la luz láser, que envió al átomo volando hacia su destino.
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Allí una segunda pinza óptica esperaba el átomo. Esto atrapó al átomo y lo desaceleró para que se detuviera en el lugar deseado. La distancia recorrida de esta manera fue de hasta 12,6 micrómetros.
Construir con átomos
Según Ahn puede este método facilitando la construcción de computadoras cuánticas más grandes y, por lo tanto, más potentes, que también funcionan sobre la base de átomos ultrafríos. En estas computadoras, cada átomo ultrafrío almacena información. Están dispuestos en cuadrículas y procesan información interactuando con átomos vecinos.
Lanzar átomos puede ser útil no solo para la construcción, sino también para el mantenimiento de la computadora cuántica. Si ocurre un error en la computadora, se debe reemplazar o mover un átomo, dice Ahn. Incluso entonces, el método se puede utilizar para reconfigurar rápidamente la red.
«Digamos que necesita agregar un átomo en el centro de una cuadrícula», dice Mark Saffman, físico de la Universidad de Wisconsin-Madison. ‘Por lo general, luego tienes que maniobrar pinzas ópticas a lo largo de diferentes puntos de la cuadrícula, lo que puede perturbar los átomos allí. Si puedes lanzar el átomo al centro, resuelves ese problema.’
El nuevo método aún requiere algunas mejoras, dice Saffman. Durante el estudio, los láseres a veces dejaban caer átomos antes de lanzarlos o no lograban capturar las partículas correctamente.