В журнале Laser Physics Letters вышла статья сотрудников Центра квантовых технологий физического факультета МГУ "Single atom movement with dynamic holographic optical tweezers".

Работа посвящена исследованию одиночных атомов, захваченных в оптические микроловушки (оптические пинцеты). Оптический пинцет - это сильно сфокусированный лазерный луч, в перетяжке которого могут удерживаться различные микрообъекты. Подобрав параметры правильно, в пинцете в сверхвысоком вакууме можно удержать даже одиночные атомы. Если же воспользоваться так называемым голографическим пинцетом, распределение интенсивности в котором формируется с помощью специально рассчитанных голограмм, то можно собирать из одиночных атомов упорядоченные структуры.

Упорядоченные массивы из одиночных атомов в оптических пинцетах - одна из наиболее перспективных и динамически развивающихся моделей для реализации квантовых вычислений и квантовых симуляций, поэтому важно исследовать всевозможные методы формирования таких структур.

Как правило, сортировка атомов делается с помощью дополнительного подвижного пучка, управляемого быстрым акустооптическим дефлектором, но можно сами голограммы сделать динамически меняющимися и перемещать и сортировать атомы чисто голографически. Для этого можно использовать жидкокристаллические устройства - пространственные модуляторы света.

Работа группы атомных квантовых вычислений Центра квантовых технологий посвящена исследованию возможностей такого подхода. Ученые продемонстрировали, что хотя жидкокристаллические устройства достаточно медленные и время их переключения велико по сравнению с характерными временами теплового движения атомов в ловушке, их всё же можно использовать для эффективного перемещения атомов в пространстве и таким образом создавать динамически перестраиваемые "трёхмерные" структуры, что не так просто реализовать другими способами.