Pinças a laser classificam átomos

Requisito exato de posicionamento para computador quântico

Três átomos classificados consecutivamente Universidade de Bonn
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No caminho para o computador quântico, os físicos enfrentaram outro obstáculo importante: usando "pinças a laser", eles foram capazes de separar até sete átomos seguidos e vincular-se. Eles documentaram seu sucesso em um filme e relataram isso na renomada revista Nature.

No experimento, a equipe diminuiu a velocidade. Arno Rauschenbeutel e Professor Dr. med. Dieter Meschede, da Universidade de Bonn, derramou vários átomos de césio por um período de vários segundos até o ponto em que quase pararam de se mover e os carregou em uma "correia transportadora" feita de raios laser. Era uma onda de luz constante de muitas montanhas e vales - comparável talvez com um pedaço de papelão ondulado. "Em que lugar os átomos aterram exatamente não podem ser previstos", explica Arno Rauschenbeutel. "É semelhante a despejar vários ovos de uma tigela grande em uma caixa de ovos - a depressão em que eles caem é aleatória".

Colocação na "correia transportadora" crucial

Para poder contar com átomos, é preciso colocá-los exatamente. "Todos os átomos no transportador devem estar à mesma distância", descreve Rauschenbeutel. “Só então podemos deixá-los interagir de maneira controlada no chamado portão quântico.” Ao unir essas operações de portão, já era possível realizar cálculos quânticos simples.

Os físicos de Bonn, portanto, "classificaram" os átomos na correia transportadora em seu experimento. Primeiro, eles tiraram uma foto para determinar suas posições. Em seguida, eles colocam a correia transportadora em movimento - e com ela os átomos de césio "engaiolam" nas cavidades. Dessa maneira, eles transportaram os átomos extraviados para uma "pinça de laser" - isso é, em princípio, nada mais que outra correia transportadora de raios laser, que é perpendicular à correia transportadora.

Classificar em escala atômica

"Se agora movermos a onda de luz das pinças em movimento, podemos usá-la para levantar átomos incorretamente posicionados da correia transportadora", explica Rauschenbeutel. "Em seguida, conduzimos a correia transportadora para o local desejado e simplesmente inserimos o átomo removido lá novamente."

O filme mostra quão bem isso funciona: as pinças pegam dois átomos do cinto em sucessão e os colocam de novo para que tenham exatamente a distância desejada entre si e com um terceiro átomo. "Classificar sete átomos dessa maneira leva cerca de dois segundos", explica Rauschenbeutel.

Portão quântico como o próximo alvo

O próximo objetivo dos físicos de Bonn é a construção de um portão quântico. Eles querem "descrever" dois átomos de césio com informações quânticas e depois prendê-los entre dois pequenos espelhos. Lá, eles devem interagir entre si, ou seja, trocar informações emitindo e registrando luz fluorescente. Se funcionar, esse seria o próximo marco de Bonn a caminho do computador quântico.

(Universidade de Bona, 13.07.2006 - NPO)