במעבדה של אוניברסיטת שטוטגרט אטומים, שבמצבם הרגיל אינם עולים בגודלם על גרגר אבק, הפכו לפתע לענקים. מסלולי האלקטרונים שלהם הגיעו לקוטר של 1.1 מיקרומטר — פי עשרת אלפים מאשר באטומים רגילים. דווקא אטומי רידברג ה"מנופחים" הללו אפשרו לפיזיקאים לשבור בו-זמנית שלושה שיאי עולם.
המפתח להצלחה הוא המעבר למצבי רידברג מעגליים בטמפרטורת החדר. בעבר נדרש קירור בהליום נוזלי כדי להגן מפני קרינה תרמית. הצוות בראשות פרופסור טילמן פפאו ודוקטור פלוריאן מיינארט מיגן את האטומים מקרינת גוף שחור והשיג זמן חיים של 11 מילישניות — פי עשרים מאשר בתוצאות קודמות. במקביל הם תיעדו זמן שימור שיא במלקחיים אופטיים — 133 מילישניות.
אטומי רידברג מגיבים זה עם זה למרחק של חמישה מיקרומטר — מרחק עצום בקנה מידה אטומי. הדבר מאפשר לסדר אותם במערכים מסודרים ולשלוט במדויק באינטראקציה, וזה קריטי עבור סימולטורים קוונטיים. אטומים ניטרליים במלקחיים אופטיים נחשבים ממילא לאחת הפלטפורמות המבטיחות ביותר להתקנים קוונטיים ניתנים להרחבה.
ההישג חשוב לא רק למדע הבסיסי. זמן שימור ארוך של מידע קוונטי מפחית את הסבירות לשגיאות בחישובים, והעבודה בטמפרטורת החדר מסירה את המכשול העיקרי בדרך ליישום מעשי. החוקרים מציינים כי שיטתם נשענת על רעיון פיזיקלי משנות ה-1980, אך מותאמת לפלטפורמות קוונטיות מודרניות.
בשנים הקרובות מתכננת הקבוצה לבנות על בסיס זה סימולטורים קוונטיים, מחשבים וחיישנים מדויקים יותר. הפרסום ב-Nature Communications מאשר: שלושה שיאים אינם מקריות, אלא פריצת דרך מערכתית שמקרבת את עידן הטכנולוגיות הקוונטיות האמינות.
