پژوهشگرانی از دانشگاه توبینگن در حال کار بر روی رایانه‌های نسل جدید هستند. آنها اتم‌های سرد را به برهم‌کنش با نانوسیم‌های مینیاتوری طلا وادار می‌کنند. این فیزیکدانان با تاباندن نور لیزر به این نانوسیم‌ها با یک روش خاص باعث تمرکز میدان نوری در سطح این نانوسیم شده و از این طریق به اصطلاح پلاسمون‌های سطحی تولید می‌کنند. این پلاسمون‌ها میدان‌های نوری مقیدی هستند که‌امکان ساخت افزاره‌هایی برای محاسبات نوری و اطلاعات کوانتومی ایجاد می‌کنند.
موج سواری اتم‌ها بر روی امواج نوری
پژوهشگرانی از دانشگاه توبینگن در حال کار بر روی رایانه‌های نسل جدید هستند. آنها
اتم‌های سرد را به برهم‌کنش با نانوسیم‌های مینیاتوری طلا وادار می‌کنند. این
فیزیکدانان با تاباندن نور لیزر به این نانوسیم‌ها با یک روش خاص باعث تمرکز میدان
نوری در سطح این نانوسیم شده و از این طریق به اصطلاح پلاسمون‌های سطحی تولید می‌کنند.
این پلاسمون‌ها میدان‌های نوری مقیدی هستند که‌امکان ساخت افزاره‌هایی برای محاسبات
نوری و اطلاعات کوانتومی ایجاد می‌کنند.
مدارهایی که براساس این افزاره‌ها ساخته شوند، از فناوری‌های موجود بسیار سریع‌تر و
کارآتر خواهند بود. به‌منظور ساخت یک افزاره محاسباتی نوری، پلاسمون‌های سطحی، که
برای انتقال داده سودمند هستند، باید به عناصر ذخیره داده مانند اتم‌ها، جفت شوند.
این همان چیزی است که گروه پژوهشی مذکور به رهبری دکتر سباستین سلاما بر روی آن
مشغول به کار است.
این دانشمندان تکنیک‌هایی را ارائه کرده‌اند که برای قرار دادن اتم‌های سرد در مکان‌های
بسیار نزدیک به سطوح به‌گونه‌ای که بتوانند با امواج نوری مقید برهم‌کنش کنند،
بسیار مفید هستند. آنها بدین منظور، گازهای اتمی را در یک محفظه خلاء تا دماهای
بسیار پایینی به‌اندازه چند صد نانوکلوین سرد کردند.
در چنین دماهای پایینی، این اتم‌ها دیگر مانند یک گاز کلاسیک رفتار نمی‌کنند. آنها
حالت به اصطلاح چگالش بوز – اینشتین شکل می‌دهند که در آن تمام اتم‌ها در حالت
کوانتومی یکسان هستند. این چگالش می‌تواند بعنوان یک ابراتم بزرگ و واحد در نظر
گرفته شود و می‌تواند با اعمال میدان مغناطیسی خارجی به سطح منتقل گردد و در آنجا
تأثیر پلاسمون را احساس کند.
دکتر سلاما می‌گوید: “ما می‌توانیم پلاسمون‌هایی که این اتم‌ها را جذب کنند و یا
پلاسمون‌هایی که این اتم‌ها را دفع نمایند، تولید کنیم. با ساختاردهی سطح ما می‌توانیم
تقریبا هر شکلی از پتانسیل را برای این اتم‌ها ایجاد نماییم.”
با اینحال، با این موفقیت کار دانشمندان مذکور هنوز تمام نشده است. دکتر سلاما می‌گوید:
“هدف ما ساخت افزاره‌های هیبریدی برای محاسبات نوری و اطلاعات کوانتومی است. اکنون
ما در ابتدای راه هستیم و هنوز کار زیادی مانده که باید انجام دهیم.”
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature Photonics منتشر
کرده‌اند.
