В лаборатории Штутгартского университета атомы, в обычном состоянии не превышающие размеров пылинки, внезапно стали гигантами. Их электронные орбиты достигли диаметра в 1,1 микрометра — в десять тысяч раз больше, чем у обычных атомов. Именно такие «раздувшиеся» атомы Ридберга позволили физикам одновременно побить три мировых рекорда.
Ключ к успеху — переход к круговым состояниям Ридберга при комнатной температуре. Раньше для защиты от теплового излучения требовалось охлаждение жидким гелием. Команда под руководством профессора Тильмана Пфау и доктора Флориана Майнерта экранировала атомы от чернотельного излучения и добилась времени жизни 11 миллисекунд — в двадцать раз дольше предыдущих результатов. Одновременно они зафиксировали рекордное время хранения в оптических пинцетах — 133 миллисекунды.
Атомы Ридберга взаимодействуют на расстоянии пяти микрометров — огромной дистанции по атомным меркам. Это позволяет выстраивать их в упорядоченные массивы и точно контролировать взаимодействие, что критично для квантовых симуляторов. Нейтральные атомы в оптических пинцетах уже считаются одной из самых перспективных платформ для масштабируемых квантовых устройств.
Достижение важно не только для фундаментальной науки. Долгое время хранения квантовой информации снижает вероятность ошибок при вычислениях, а работа при комнатной температуре убирает главный барьер на пути к практическому применению. Исследователи отмечают, что их метод опирается на физическую идею 1980-х годов, но адаптированную к современным квантовым платформам.
В ближайшие годы группа планирует создать на этой основе более мощные квантовые симуляторы, компьютеры и высокоточные датчики. Публикация в Nature Communications подтверждает: три рекорда — не случайность, а системный прорыв, приближающий эру надежных квантовых технологий.
