Ученые из Германии, Италии и США смогли измерить скорость перемещения атома из одного места в другое без изменения его квантового состояния. Соответствующее исследование появилось в журнале Physical Review X.
Теоретический предел скорости в простых двухуровневых квантовых системах до этого был объявлен свыше 60 лет назад советскими физиками Игорем Таммом и Леонидом Мандельштамом. Однако некоторые квантовые технологии, такие как атомные интерферометры, требуют перемещений системы между состояниями.
"Мы загрузили атом в одну из этих долин, а затем привели в движение стоячую волну — это сместило положение самой долины. Наша цель состояла в том, чтобы доставить атом в нужное место в кратчайшие сроки, не выплеснув его из долины, образно говоря", — пояснил глава исследования доктор Андреа Альберти.
В результате было установлено, что к подобным процессам применим более низкий предел скорости, чем предсказанный Таммом и Мандельштамом. Он определяется в том числе числом промежуточных состояний и серией ускорений и замедлений. В итоге ученые смогли переместить атомы цезия на 0,5 микрометра со скоростью 17 мм в секунду, при более же высоких скоростях наблюдалось резкое падение точности воспроизведения.
"Наше исследование показывает максимальное количество операций, которые мы можем выполнить за время когерентности. Это позволяет оптимально использовать его", — заключил физик.
