Целый ряд исследовательских групп во всем мире связывает надежды на построение масштабируемых квантовых процессоров с использованием массивов единичных атомов, состояния которых могут представлять квантовые биты информации. Так, недавно группа ученых под руководством Дэвида Вейсса из Университета штата Пенсильвания сумела создать и получить изображение трехмерного массива ("оптическую решетку") из 250 нейтральных атомов цезия. Ранее это удавалось проделать с десятком атомов или чуть больше.

Оптическая решетка была получена с помощью трех перекрывающихся пар лазерных лучей. Эти лучи, интерферируя между собой, фиксировали атомы по всем трем направлениям в точках минимумов, как бы заключая их в куб с равными расстояниями между атомами.

Затем ученые смогли получить послойные изображения двухмерных срезов полученной структуры. При этом оказалось, что свет, используемый для получения изображений, практически не нарушает расположение атомов в решетке даже при многократном ее засвечивании. Именно это дает исследователям основания полагать, что такие решетки могут стать основным ингредиентом для создания элементов квантовых вычислительных устройств. Причем количество атомов в массиве может, в принципе, исчисляться тысячами.

Хотя Вейсс признает, что для реализации на этой основе квантовых компьютеров необходимо еще преодолеть множество других принципиальных трудностей.

Сообщение о результатах эксперимента опубликовано в июньском выпуске "Nature Physics" (doi:10.1038/nphys645).

Сергей САНЬКО