&bala; Física 18, S77
O estado quântico de um átomo pode ser determinado com rapidez e precisão, graças a uma estratégia para tornar o átomo mais brilhante.
As futuras tecnologias quânticas baseadas em átomos exigirão maneiras rápidas e confiáveis de ler o estado quântico de um átomo. Mas as limitações técnicas significaram que os métodos atuais geralmente são muito lentos, propensos a erros ou ambos. Agora, Jian Wang e seus colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China demonstraram uma técnica de leitura que atinge velocidade e precisão sem precedentes (1). A principal inovação da abordagem é uma técnica para aumentar a taxa de emissão de fótons do Atom.
Normalmente, a leitura do Atom envolve a luz do laser em um átomo preso que pode estar em um dos dois estados quânticos. Se o átomo estiver no estado “escuro”, ele não responderá à luz. Mas se estiver no estado “brilhante”, absorverá a luz e depois emitirá fótons. Um detector de fótons pode então ser usado para identificar o estado do átomo. A velocidade e a precisão dessa leitura são limitadas pelo número de fótons que o átomo emite em um determinado momento em que está no estado brilhante.
Wang e seus colegas colocaram um átomo preso na versão óptica de uma câmara de eco: a chamada microcavidade Fabry-Pérot. A frequência ressonante dessa estrutura foi ajustada para corresponder à frequência dos fótons emitidos pelo átomo, o que aumentou a taxa de emissão do átomo através de um fenômeno conhecido como efeito Purcell. Os pesquisadores detectaram até 18 milhões de fótons por segundo, em comparação com apenas alguns milhões em experimentos anteriores. Com essa melhoria, a equipe alcançou uma precisão de leitura recorde (99,985% em 9 microssegundos) e uma velocidade de leitura recorde (apenas 200 nanossegundos para uma precisão de 99,1%).
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
- J. Wang et al.“Readutas de estado de alta fidelidade de alta fidelidade de átomo neutro único”. Phys. Rev. Lett. 134240802 (2025).
