Свет программирует атомы без магнитных полей

19.06.2026 квантовые вычисления квантовые компьютеры Новости

Специалисты с физического факультета Вильнюсского университета создали теоретическую модель, которая позволяет с помощью света предварительно задавать состояния атомов, не прибегая к внешним магнитным полям.

Согласно концепции, свет сначала настраивает атомы, после чего эта заранее подготовленная атомная среда изменяет форму и поляризацию сложных лазерных лучей.

Основа модели — оптические вихри, то есть пучки со спиральным волновым фронтом, где в центре интенсивность падает до нуля. Размер тёмной зоны определяется топологическим зарядом, который «может быть любым целым числом — как положительным, так и отрицательным».

Практически это даёт возможность получать до 10 000 различных состояний, что позволяет кодировать информацию в кудитах, а не в кубитах с двумя состояниями.

Для управления векторными вихрями учёные изучили взаимодействие пучка с атомным газом, где атомы находятся на трёх энергетических уровнях. В этой модели подготовленная среда повторяет пространственный узор света: в одних участках атомы активно поглощают излучение, а в других становятся почти прозрачными. Затем возникает обратная связь — реакция атомов изменяет сам пучок.

Вместо простого кольца формируется лепестковый узор с несколькими яркими зонами вокруг центра, а поляризационная структура также меняется. Ранее подобное управление требовало мощных внешних магнитных полей и сложного оборудования.

Эта теоретическая работа обещает ускорение квантовых процессоров, создание высокозащищённых сетей квантовой связи и сверхточных оптических сенсоров.

Напомним, 17 июня одна из шестнадцати лабораторий Министерства энергетики США Sandia National Laboratories совместно с разработчиком квантовых компьютеров Quantinuum представили рецензируемую работу о 98-кубитном квантовом компьютере Helios.

Обменять