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Une nouvelle technique de stabilisation des vapeurs de métaux alcalins pourrait stimuler les ordinateurs quantiques

Une nouvelle technique de stabilisation des vapeurs de métaux alcalins pourrait stimuler les ordinateurs quantiques

Les chercheurs ont trouvé un moyen de stabiliser les vapeurs de métaux alcalins, en fournissant un accès aux électrons individuels selon les besoins, ce qui pourrait grandement aider le développement de l'informatique quantique et d'autres technologies.

Des scientifiques développent une nouvelle technique pour stabiliser la vapeur de métal alcalin

Des scientifiques de l'Université de Bath (UB) ont publié un nouvel article cette semaine dans la revue Communications de la nature qui détaille une nouvelle technique pour stabiliser la vapeur de métal alcalin, donnant accès à des électrons individuels à partir d'éléments comme le lithium, le sodium et le potassium. Ces électrons peuvent être utilisés pour effectuer des opérations logiques ou fournir un moyen de stockage de données pour les ordinateurs quantiques, être utilisés dans des équipements de diagnostic médical ou fournir le type de mesures précises nécessaires pour alimenter une horloge atomique.

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«Nous sommes très enthousiasmés par cette découverte car elle a de nombreuses applications dans les technologies actuelles et futures», a déclaré le professeur Ventsislav Valev, du département de physique de l'UB, qui dirige la recherche. "Il serait utile en refroidissement atomique, en horloges atomiques, en magnétométrie et en spectroscopie à ultra-haute résolution."

Le potentiel de vapeur de métal alcalin est connu depuis un certain temps. Ces éléments ont un seul électron dans leur "coquille" la plus externe autour du noyau, ce qui rend un électron individuel théoriquement facile à détecter. Le problème est de maintenir la pression sur la vapeur dans un espace fermé qui est nécessaire pour accéder aux propriétés quantiques de la vapeur de métal alcalin. Jusqu'à présent, les méthodes existantes pour y parvenir, telles que le chauffage du récipient contenant la vapeur, ne sont pas seulement lentes et coûteuses, elles sont très difficiles à mettre à l'échelle pour une utilisation dans des applications plus importantes.

Ce que Valev et son équipe de recherche à l'UB, avec des collègues de l'Académie bulgare des sciences (BAS), ont découvert une nouvelle technique pour chauffer la vapeur de métal alcalin dans des espaces clos, comme un tube à fibre optique, d'une manière à la fois rapide et très efficace. reproductible. En enduisant l'intérieur des conteneurs de nanoparticules d'or des centaines de milliers de fois plus petites que la tête d'une épingle, une lumière laser verte peut être utilisée que ces nanoparticules absorberont rapidement et convertiront en énergie thermique qui peut ensuite stabiliser la vapeur de métal alcalin à l'intérieur. le conteneur.

«Notre revêtement permet un contrôle externe rapide et reproductible de la densité de vapeur et de la profondeur optique associée», a déclaré Valev, «crucial pour l'optique quantique dans ces géométries confinées».

De plus, les nanoparticules n'ont perturbé l'état quantique d'aucun atome avec lequel elles sont entrées en contact.

"Dans cette preuve de principe", a déclaré le professeur agrégé Dimitar Slavov, de l'Institut d'électronique du BAS, "il a été démontré que l'éclairage de notre revêtement surpasse considérablement les méthodes conventionnelles et est compatible avec les revêtements polymères standard utilisés pour préserver les états quantiques d'atomes uniques et d'ensembles cohérents. . "

Le Dr Kristina Rusimova, boursière récompensée au Département de physique de l'UB, estime que leur travail n'est que la première étape. "D'autres améliorations de notre revêtement sont possibles en réglant la taille des particules, la composition du matériau et l'environnement du polymère", a-t-elle déclaré. "Le revêtement peut trouver des applications dans divers conteneurs, y compris des cellules optiques, des pièges magnéto-optiques, des micro-cellules, des capillaires et des fibres optiques à âme creuse."


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