Оптический эффект Магнуса впервые наблюдали на одиночном ионе

Международная группа исследователей в Институте Пауля Шеррера PSI впервые экспериментально продемонстрировала оптический эффект Магнуса. Учёные направили сфокусированный лазерный луч на одиночный ион кальция и обнаружили, что точка максимального взаимодействия смещена в сторону. Это открытие важно для разработки квантовых компьютеров, где лазер используется для точного управления кубитами. Об этом пишет сайт Phys.org.

Эффект Магнуса хорошо известен в спорте: вращение мяча заставляет его отклоняться от прямолинейной траектории. В оптической версии эффекта нет летящего по кривой атома — вместо этого смещается область взаимодействия лазерного луча с ионом. Исследователи показали, что величина смещения зависит только от длины волны света, а не от степени фокусировки луча.

Для измерения сдвига в несколько сотен нанометров ион кальция использовался как сверхчувствительный датчик. Учёные удерживали его в ионной ловушке с помощью электромагнитных полей и исследовали силу взаимодействия с лазером в разных точках. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Оптический эффект Магнуса может как мешать точному управлению кубитами, вызывая ошибки, так и открывать новые возможности. По словам первого автора Филипа Лайндекера из PSI и ETH Zurich, возникающие силы можно использовать для связи кубитов друг с другом, что позволит выполнять более сложные вычисления. Теоретически эффект предсказали исследователи из Университета Амстердама несколькими годами ранее.