Для дальнейшего увеличения чувствительности спектроскопии необходимо надежно замерять индивидуальные частицы света, что для ученых является серьезной технологической проблемой.
В поисках решения ученые из Института квантовой оптики и информатики, а также из Австрийской Академии Наук обратились к технологии квантовой логической спектроскопии. Ее создали пару лет назад группа лауреата Нобелевской премии Дэвида Вайнленда для разработки чрезвычайно точных атомных часов – это можно считать одним из первых применений на практике теории квантовой обработки данных.
В Инсбруке Корнелиус Хемпель и Христиан Роос изолировали конкретные ионы в ловушке для ионов, чтобы изучить их в контролируемых условиях. «Мы пробовали регистрировать не сам фотон, который излучил или поглотил ион, а больше то, что происходило в следствии этого изменения импульса иона, — объяснил Хемпель. – Данный эффект очень мал, но его можно обнаружить через средства квантовой физики».
Физики пользовались изотопом кальция в роли дополнительного «логического» иона для выполнения замеров. Ионом для спектроскопии послужил еще один изотоп кальция. В эксперименте лазерный импульс делал возбуждение частицы и потом осуществлял квантовое переплетение их колебаний с электронным состоянием логического иона. В данном состоянии, которое называют состоянием кота Шредингера, ионы раскачивались в ловушке как будто классический маятник. Но будучи в роли «квантового маятника» они раскачиваются в обоих направлениях сразу.
После этого, лазером с изменяемой частотой был возбужден сам исследуемый ион. На выбранной частоте он излучал только одиночный фотон и получал импульс, который вызывал слабое смещение колебательных компонентов, которые наблюдались через электронное состояние логического иона. В предварительных тестированиях данной концепции, которые описывались в одном журнале, вероятность нахождения одиночных фотонов была на уровне 12%.
Таким образом, жизнеспособность метода имеет принципиальное подтверждение. Ученые, участвовавшие в эксперименте, хотят через оптимизацию установки значительно улучшить ее чувствительность.
Ваше мнение