Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.)

У доповіді наведено огляд прогресу в дослідженнях унікальних ефектів у квантових газах атомів за низьких температур. Окрему увагу приділено явищу конденсації Бозе—Ейнштейна, а також окреслено широке коло систем, у яких це явище проявляється і зумовлює важливі фізичні ефекти. Зазначено, що за наявнос...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Вісник НАН України
Date:	2024
Main Author:	Сотніков, А.Г.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2024
Subjects:	Молоді вчені
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202029
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.) / А.Г. Сотніков // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 9. — С. 59-64. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860040058320453632
author	Сотніков, А.Г.
author_facet	Сотніков, А.Г.
citation_txt	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.) / А.Г. Сотніков // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 9. — С. 59-64. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Вісник НАН України
description	У доповіді наведено огляд прогресу в дослідженнях унікальних ефектів у квантових газах атомів за низьких температур. Окрему увагу приділено явищу конденсації Бозе—Ейнштейна, а також окреслено широке коло систем, у яких це явище проявляється і зумовлює важливі фізичні ефекти. Зазначено, що за наявності додаткових лазерних полів, що формують просторово-періодичні стоячі хвилі, можна моделювати складні для опису системи, пов’язані з фізикою конденсованого стану, в яких спостерігаються явища надплинності, магнетизму, зарядового й орбітального впорядкування, надпровідності тощо. Вказано на все частіше використання систем холодних атомів як універсальних квантових симуляторів, а також окреслено перспективи новітніх теоретичних підходів тензорних мереж для застосувань у квантових обчисленнях. The report provides an overview of the progress in the research on unique effects in quantum gases of atoms at low temperatures. Particular attention is paid to the phenomenon of Bose-Einstein condensation and a wide range of systems where this phenomenon emerges and leads to important physical effects, consequences and applications. In the presence of additional laser fields that form spatially-periodic standing waves, it is possible to model complex quantum systems from condensed matter, where the phenomena of superfluidity, magnetism, charge and orbital ordering, superconductivity, etc. are observed. We indicate the more frequent realizations of cold atom systems as universal quantum simulators, as well as the prospects of the latest theoretical approaches of tensor networks for applications in quantum computing.
first_indexed	2025-12-07T16:55:18Z
format	Article
fulltext	ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2024, № 9 59 ХОЛОДНІ ГАЗИ НЕЙТРАЛЬНИХ АТОМІВ У ЛАЗЕРНИХ ПОЛЯХ — НОВІТНІ СИСТЕМИ ДЛЯ КВАНТОВИХ ОБЧИСЛЕНЬ, РОЗУМІННЯ ТА ПЕРЕДБАЧЕНЬ УНІКАЛЬНИХ ФІЗИЧНИХ ЯВИЩ За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р. У доповіді наведено огляд прогресу в дослідженнях унікальних ефектів у квантових газах атомів за низьких температур. Окрему увагу приділе- но явищу конденсації Бозе—Ейнштейна, а також окреслено широке коло систем, у яких це явище проявляється і зумовлює важливі фізичні ефек- ти. Зазначено, що за наявності додаткових лазерних полів, що формують просторово-періодичні стоячі хвилі, можна моделювати складні для опису системи, пов’язані з фізикою конденсованого стану, в яких спостерігають- ся явища надплинності, магнетизму, зарядового й орбітального впорядку- вання, надпровідності тощо. Вказано на все частіше використання систем холодних атомів як універсальних квантових симуляторів, а також окрес- лено перспективи новітніх теоретичних підходів тензорних мереж для за- стосувань у квантових обчисленнях. Ключові слова: квантові гази, нейтральні атоми, конденсація Бозе—Ей- нштейна, лазерні поля, уповільнення електромагнітних хвиль, оптичні ґратки, магнетизм, орбітальне впорядкування, універсальні квантові си- мулятори. Чому нас цікавлять холодні гази нейтральних атомів у лазер- них полях? Звичні для нас системи — сонячна поверхня або во- гонь, атмосфера Землі, навіть надпровідники, які потребують додаткового кріогенного охолодження, — це об’єкти з віднос- но високими температурами. Температури ж ультрахолодних газів, зокрема конденсатів Бозе—Ейнштейна або квантових газів з проявом статистики Фермі—Дірака, дуже близькі до аб- солютного нуля (–273,15 °С) і вимірюються у мікро-, нано- та пікокельвінах. Таких температур можна досягти лише в лабо- раторних умовах, оскільки навіть у космосі поза масивними СОТНІКОВ Андрій Геннадійович — доктор фізико-математичних наук, провідний науковий співробітник відділу статистичної фізики та квантової теорії поля ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» doi: https://doi.org/10.15407/visn2024.09.059МОЛОДІ МОЛОДІ ВЧЕНІВЧЕНІ 60 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2024. (9) МОЛОДІ ВЧЕНІ об’єктами все пронизано так званим релікто- вим випромінюванням з температурою, близь- кою до 3 К (рис. 1). Наскільки ультрахолодна матерія є важли- вою для наукових досліджень? Напевно, всі знають, що фотони можуть бути або корпуску- лою (частинкою), або хвилею. Та насправді ко- жен атом і кожна молекула — це також і хвиля, і частинка. Відповідно, за низьких температур можна виміряти хвильові властивості матерії, тобто дослідити квантові ефекти на макроско- пічному рівні в максимально «чистому» ви- гляді. Для цього й використовують такі макро- скопічні об’єкти, як холодні гази нейтральних атомів. І хоча перші, доволі екзотичні фізичні ха- рактеристики квантових газів, у яких виника- ють прояви перекриття хвильових функцій ін- дивідуальних частинок, було передбачено ще в 20-х роках минулого століття, шлях до безпо- середньої їх реалізації в лабораторних умовах виявився доволі складним. Зокрема, це зумов- лено тим, що, якщо звичайні гази нейтральних атомів охолоджувати кріогенними способами, вони переходять в інші агрегатні стани до того моменту, коли з’являються суттєві квантові ефекти. Тому потрібно було додатково розрі- джувати гази, а відомі тоді кріогенні техніки охолодження не дозволяли досягти квантових ефектів у таких системах. Лише на межі 1980-х — 1990-х років науков- ці змогли ефективно використати лазери для доплерівського, сизифового та випарювально- го охолодження атомів, а також застосувати спеціальні просторові розташування лазерів для створення оптичних пасток. Найзручнішими для застосування технік лазерного охолодження та утримання атомів є атоми першої групи періодичної системи, тоб- то атоми лужних металів, спектральні харак- теристики яких добре вивчено. Проте перелік газів, які можна в такий спосіб ефективно охо- лоджувати, не обмежується лише ними. Нара- зі за допомогою лазерів дослідники охолоджу- ють також атоми лужноземельних металів, де- які елементи групи лантану (диспрозій, ербій, ітербій), окремі елементи перехідних металів (хром), благородних газів (гелій, неон) тощо. Однак саме в газах лужних металів, зокре- ма у двох окремих експериментальних реалі- заціях з розрідженими парами атомів натрію і рубідію в магніто-оптичних пастках, у 1995 р. вперше експериментально спостерігали явище конденсації Бозе—Ейнштейна [1, 2], що було теоретично передбачено ще 70 років тому. Фе- номен конденсації цікавий тим, що речовина, сформована в цих експериментах сотнями ти- Рис. 1. Температурна шкала в логарифмічному масш- табі, яка характеризує відомі фізичні об’єкти ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2024, № 9 61 МОЛОДІ ВЧЕНІ екзотичних станів у квантових фермі- та бозе- системах», опублікованій минулого року у ви- давництві «Наукова думка» [5]. Конденсати квазічастинок. Бозе-конденса- ти не обмежуються лише атомарними газами, їх спостерігають у газах квазічастинок, так зва- них магнонах (наприклад, у магнетиках). До їх вивчення доклалися, зокрема, науковці з Київ- ського національного університету імені Тара- са Шевченка [6]. Спостерігають конденсати й інших квазічастинок: екситонних поляритонів [7] і навіть фотонів [8]. Останнє дуже незвич- но, оскільки вважалося, що це заборонено зва- жаючи на класичні ознаки фотонів. Однак, як виявилося, в розчині барвника або в ультрахо- лодних газах атомів можна досягти бозе-кон- денсатів фотонів. І цей феномен також є пред- метом фундаментальних досліджень нашого Інституту [5, 9]. Ми вперше показали можливість конденса- ції спін-триплетних екситонів, тобто зв’язаних станів із ненульовим спіном [10]. Це важливо для побудови дуже стабільних магнітних при- строїв, нечутливих до флуктуації зовнішніх магнітних полів. Такий ефект можна викорис- товувати в пристроях зберігання інформації. Квантові гази атомів в оптичних ґратках. Ще один важливий напрям наших досліджень — побудова так званих оптичних ґраток, придат- них для застосування в обчислювальній фізиці. Ці роботи ґрунтуються, зокрема, на ідеї, яку Річард Фейнман висловив на початку 1980-х років: можна побудувати універсальні квантові симулятори і в такий спосіб моделювати пове- дінку надскладних квантових систем, які мають багато ступенів вільності й важливі характерис- тики яких (наприклад, параметр спарювання) неможливо з достатньою точністю обчислити на класичних комп’ютерах [11]. Завдяки цим дослідженням ми зможемо просунутися далі в побудові надпровідників, які працюватимуть за кімнатних температур, адже щодо цього немає фундаментальних обмежень. Річард Фейнман наголошував, що наша природа є не класичною, а квантовою. А щоб дослідити квантові системи багатьох частинок, потрібно будувати квантові симулятори (рис. 2). сяч або навіть кількома мільйонами атомів, по- водиться, як макроскопічна хвиля матерії, — її можна описати єдиною хвильовою функцією, оскільки переважна більшість атомів пере- бувають в одному й тому самому квантовому стані з найнижчою енергією. Тому такий стан і називають конденсатним станом системи ба- гатьох частинок. Явище сильного уповільнення світла в кон- денсатах атомів. Одним із яскравих проявів квантової природи матерії на макроскопічному рівні є особливості взаємодії світла з бозе-кон- денсатами атомів за наднизьких температур. В одному з експериментів американські вчені змогли досягти швидкості світла в речовині — у бозе-конденсаті — 17 м/с [3]. Це менше за швидкість велосипедиста на велотреку, хоча за звичайних умов світло рухається з найвищою у нашому Всесвіті швидкістю (її значення є фун- даментальним обмеженням). У цих дослідах використовували два лазерні поля. Автори до- слідження спеціально створили так звану елек- тромагнітно-індуковану прозорість системи і завдяки високим значенням дисперсії, тобто залежності показника заломлення речовини від частоти випромінювання, досягли значного уповільнення світла. Нульова швидкість світла неможлива, але є експерименти з його «заморо- ження»: світло спочатку уповільнюють, а потім вимикають зовнішнє лазерне поле, яке створю- вало ефект прозорості, тобто система перестає бути прозорою, і світло «вмерзає»; в такому ста- ні воно може залишатися кілька секунд, після чого знову вмикають лазерне поле — тоді світло «розморожується» і проходить далі. Наша дослідницька група в ННЦ «Харків- ський фізико-технічний інститут» досліджу- вала уповільнення мікрохвиль у конденсатах атомів, а також сильні залежності швидкості електромагнітних сигналів від магнітних полів та можливість фільтрування електромагнітних сигналів [4]. Усі ці ефекти важливо вивчати з метою створення нових оптичних пристро- їв — оптичних ліній затримки, пристроїв ко- герентної оптичної пам’яті, надчутливих де- текторів тощо. Результати наших теоретичних досліджень узагальнено в монографії «Теорія 62 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2024. (9) МОЛОДІ ВЧЕНІ Рис. 2. Графічна візуалізація ідеї Фейнмана. Класич- ним симулятором для досліджень коливань в елек- тричному контурі може слугувати математичний маятник, а квантовим симулятором процесів надпро- відного спарювання в надпровідниках — нейтральні атоми в оптичних ґратках Рис. 3. Графічна візуалізація реалізації ефекту Яна— Теллера для газів нейтральних атомів в оптичних ґрат- ках: антифероорбітального — за допомогою додаткової модуляції лазерного поля (а) і фероорбітального — за допомогою заміни одного типу атомів іншим (б) [15] Додатковим стимулом для досліджень з побудови квантових симуляторів став розви- ток квантових комп’ютерів. Для таких симу- ляторів з холодних атомів використовують спеціальні лазери з червоним розгладженням частоти (атоми зосереджуються на ділянках максимумів лазерного випромінювання) або синім (атоми можуть фокусуватися в ділянках мінімумів потенціалу). За умови стоячої хви- лі можна створити оптичний кристал з одно-, дво- чи тривимірною геометрією, щоб досліди- ти його та використати як симулятор. Це дасть змогу реалізувати відому в теоретичній фізи- ці модель Габбарда, нерозв’язну на класичних комп’ютерах, якщо вимірність простору біль- ша за одиницю. На сьогодні це є додатковим викликом для квантових обчислень [12]. Крім того, ми використовуємо системи з хо- лодних атомів із додатковими ступенями віль- ності. Це так звані ядерні ступені вільності — проєкції ядерного спіну в атомах. Якщо атом має замкнену електронну оболонку, можна вільно вибирати проєкції магнітного моменту і втілювати дуже екзотичні системи на кшталт кольорових (багатокомпонентних) кванто- вих сумішей, які фактично є аналогом кварк- глюонної плазми. Все це дає змогу в лабора- торних умовах реалізовувати стани, близькі до тих, що були властиві раннім етапам існування нашого Всесвіту, зокрема досліджувати явища спарювання між атомами, за які при побудові аналогії відповідають глюони в ядерній мате- рії. За підсумками цих досліджень ми також опублікували низку статей [5, 13, 14]. Інші напрями нашої роботи пов’язані з ви- вченням орбітальних ефектів, які дають змогу моделювати поведінку в кристалах. У такий спосіб можна регулювати параметри зовнішніх лазерів в оптичних ґратках, щоб створювати просторові деформації кристалів, зокрема отри- мувати ефекти на зразок ефекту Яна—Теллера, який полягає в спонтанному порушенні симетрії внаслідок деформації кристалів (рис. 3). Отже, за допомогою лазерів можна виокремлювати різні ефекти і досліджувати їх, що, власне, ми й запропонували, а отримані результати опубліку- вали у журналі «Physical Review Research» [15]. а б ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2024, № 9 63 МОЛОДІ ВЧЕНІ Висновки. За два десятиліття ХХІ ст. кван- тові гази нейтральних атомів стали потужною платформою для подальшого поглибленого ви- вчення хвильових характеристик матерії. Ці гази характеризуються гнучкістю в доборі ключових фізичних параметрів, таких як густини ком- понентів, діапазони міжчастинкової взаємодії, типи атомів, можливості додавання зовнішніх потенціалів тощо. Ці системи важливі не лише з фундаментальної точки зору, а й з практич- ної — їх уже активно використовують для побу- дови квантових комп’ютерів, а також квантових симуляторів більш складних систем багатьох частинок. Перелік фізичних ефектів, що можуть спостерігатися в квантових газах, далеко ще не вичерпаний, а тому цей напрям є полем для активності багатьох дослідницьких груп у про- відних світових лабораторіях. Отже, маємо об- ґрунтовані сподівання щодо можливості спосте- реження найближчим часом нових унікальних явищ і побудови більш досконалих теорій. Теоретичні підходи тензорних мереж. Крім того, з 2022 р. наша дослідницька група працює над розвитком сучасних підходів тен- зорних мереж до опису квантових систем ба- гатьох частинок. Це напрям є дуже важливим з огляду на розвиток квантових комп’ютерів. Такі теоретичні підходи передбачають моде- лювання ґраткових систем із квантовими спі- нами або з холодними атомами за допомогою математичного апарату тензорних мереж [16]. Наразі підходи тензорних мереж дають змогу зробити більше, ніж наявні на сьогодні кванто- ві комп’ютери [17]. До речі, над розробленням власних квантових комп’ютерів зараз працю- ють практично всі технологічні гіганти (Intel, IBM, Google, Amazon, Microsoft та ін.) та сотні стартапів по всьому світу. Така жорстка конку- ренція стимулює розвиток теоретичних підхо- дів і сприяє вдосконаленню технологій. Спо- діваємося, зрештою квантові комп’ютери змо- жуть досягти очікуваної «квантової переваги». REFERENCES [СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ] 1. Anderson M.H., Ensher J.R., Matthews M.R., Wieman C.E., Cornell E.A. Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor. Science. 1995. 269: 198. https://doi.org/10.1126/science.269.5221.198 2. Davis K.B., Mewes M.O., Andrews M.R., van Druten N.J., Durfee D.S., Kurn D.M., Ketterle W. Bose-Einstein con- densation in a gas of sodium atoms. Phys. Rev. Lett. 1995. 75: 3969. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.3969 3. Hau L., Harris S., Dutton Z. et al. Light speed reduction to 17 metres per second in an ultracold atomic gas. Nature. 1999. 397: 594. https://doi.org/10.1038/17561 4. Slyusarenko Yu.V., Sotnikov A.G. Unique effects in a response of ultracold atomic gases of alkali-metal atoms in the state with a Bose-Einstein condensate to the perturbation by an external electromagnetic field. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2016. (7): 19—26. https://doi.org/10.15407/visn2016.07.019 [Слюсаренко Ю.В., Сотніков А.Г. Унікальні ефекти відгуку ультрахолодних газів атомів лужних металів у стані з бозе-ейнштейнівським конденсатом на збудження електромагнітним полем. Вісник НАН України. 2016. № 7. С. 19—26.] 5. Peletmynskiy O.S., Slyusarenko Yu.V., Sotnikov A.G. Theory of exotic states in quantum Fermi and Bose systems. Kyiv, Naukova Dumka, 2023 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/978-966-00-1851-8 [Пелетминський О.С., Слюсаренко Ю.В., Сотніков А.Г. Теорія екзотичних станів у квантових фермі- та бозе- системах. Київ: Наукова думка, 2023.] 6. Demokritov S., Demidov V., Dzyapko O., Melkov G.A., Serga A.A., Hillebrands B., Slavin A.N. Bose–Einstein con- densation of quasi-equilibrium magnons at room temperature under pumping. Nature. 2006. 443: 430. https://doi.org/10.1038/nature05117 7. Kasprzak J., Richard M., Kundermann S., Baas A., Jeambrun P., Keeling J.M.J., Marchetti F.M., Szymańska M.H., André R., Staehli J.L., Savona V., Littlewood P.B., Deveaud B., Dang L.S. Bose–Einstein condensation of exciton polaritons. Nature. 2006. 443: 409. https://doi.org/10.1038/nature05131 8. Klaers J., Schmitt J., Vewinger F., Weitz M. Bose–Einstein condensation of photons in an optical microcavity. Nature. 2010. 468: 545. https://doi.org/10.1038/nature09567 64 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2024. (9) МОЛОДІ ВЧЕНІ 9. Boychenko N.P., Slyusarenko Y. Coexistence of photonic and atomic Bose-Einstein condensates in ideal atomic gases. Condens. Matter Phys. 2015. 18(4): 43002. https://doi.org/10.5488/CMP.18.43002 10. Sotnikov A., Kuneš J. Field-induced exciton condensation in LaCoO3. Sci. Rep. 2016. 6: 30510. https://doi.org/10.1038/srep30510 11. Feynman R.P. Simulating physics with computers. Int. J. Theor. Phys. 1982. 21: 467. https://doi.org/10.1007/BF02650179 12. Gross C., Bloch I. Quantum simulations with ultracold atoms in optical lattices. Science. 2017. 357: 995. https://doi.org/10.1126/science.aal3837 13. Sotnikov A., Hofstetter W. Magnetic ordering of three-component ultracold fermionic mixtures in optical lattices. Phys. Rev. A. 2014. 89: 063601. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.89.063601 14. Sotnikov A. Critical entropies and magnetic-phase-diagram analysis of ultracold three-component fermionic mix- tures in optical lattices. Phys. Rev. A. 2015. 92: 023633. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.92.023633 15. Sotnikov A., Darkwah Oppong N., Zambrano Y., Cichy A. Orbital ordering of ultracold alkaline-earth atoms in opti- cal lattices. Phys. Rev. Research. 2020. 2: 023188. https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.023188 16. Lukin I., Sotnikov A., Leamer J., Magann A., Bondar D. Spectral gaps of two- and three-dimensional many-body quantum systems in the thermodynamic limit. Phys. Rev. Research. 2024. 6: 023128. https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.023128 17. Patra S., Jahromi S., Singh S., Orús R. Efficient tensor network simulation of IBM’s largest quantum processors. Phys. Rev. Research. 2024. 6: 013326. https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.013326 Andrii G. Sotnikov National Science Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology” of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, Ukraine ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3632-4790 COLD GASES OF NEUTRAL ATOMS IN LASER FIELDS — NEW SYSTEMS FOR QUANTUM COMPUTING, UNDERSTANDING AND PREDICTIONS OF UNIQUE PHYSICAL PHENOMENA According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, July 10, 2024 The report provides an overview of the progress in the research on unique effects in quantum gases of atoms at low tem- peratures. Particular attention is paid to the phenomenon of Bose-Einstein condensation and a wide range of systems where this phenomenon emerges and leads to important physical effects, consequences and applications. In the presence of additional laser fields that form spatially-periodic standing waves, it is possible to model complex quantum systems from condensed matter, where the phenomena of superfluidity, magnetism, charge and orbital ordering, superconductiv- ity, etc. are observed. We indicate the more frequent realizations of cold atom systems as universal quantum simulators, as well as the prospects of the latest theoretical approaches of tensor networks for applications in quantum computing. Keywords: quantum gases, neutral atoms, Bose-Einstein condensation, laser fields, ultraslow light, optical lattices, mag- netism, orbital ordering, universal quantum simulators. Cite this article: Sotnikov A.G. Cold gases of neutral atoms in laser fields — new systems for quantum computing, under- standing and predictions of unique physical phenomena. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2024. (9): 59—64. https://doi.org/10.15407/visn2024.09.059
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-202029
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1027-3239
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:55:18Z
publishDate	2024
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format	dspace
spelling	Сотніков, А.Г. 2025-02-22T15:49:31Z 2024 Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.) / А.Г. Сотніков // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 9. — С. 59-64. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 1027-3239 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202029 DOI: doi.org/10.15407/visn2024.09.059 У доповіді наведено огляд прогресу в дослідженнях унікальних ефектів у квантових газах атомів за низьких температур. Окрему увагу приділено явищу конденсації Бозе—Ейнштейна, а також окреслено широке коло систем, у яких це явище проявляється і зумовлює важливі фізичні ефекти. Зазначено, що за наявності додаткових лазерних полів, що формують просторово-періодичні стоячі хвилі, можна моделювати складні для опису системи, пов’язані з фізикою конденсованого стану, в яких спостерігаються явища надплинності, магнетизму, зарядового й орбітального впорядкування, надпровідності тощо. Вказано на все частіше використання систем холодних атомів як універсальних квантових симуляторів, а також окреслено перспективи новітніх теоретичних підходів тензорних мереж для застосувань у квантових обчисленнях. The report provides an overview of the progress in the research on unique effects in quantum gases of atoms at low temperatures. Particular attention is paid to the phenomenon of Bose-Einstein condensation and a wide range of systems where this phenomenon emerges and leads to important physical effects, consequences and applications. In the presence of additional laser fields that form spatially-periodic standing waves, it is possible to model complex quantum systems from condensed matter, where the phenomena of superfluidity, magnetism, charge and orbital ordering, superconductivity, etc. are observed. We indicate the more frequent realizations of cold atom systems as universal quantum simulators, as well as the prospects of the latest theoretical approaches of tensor networks for applications in quantum computing. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Вісник НАН України Молоді вчені Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.) Cold gases of neutral atoms in laser fields — new systems for quantum computing, understanding and predictions of unique physical phenomena (According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, July 10, 2024) Article published earlier
spellingShingle	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.) Сотніков, А.Г. Молоді вчені
title	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.)
title_alt	Cold gases of neutral atoms in laser fields — new systems for quantum computing, understanding and predictions of unique physical phenomena (According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, July 10, 2024)
title_full	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.)
title_fullStr	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.)
title_full_unstemmed	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.)
title_short	Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 10 липня 2024 р.)
title_sort	холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях — новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні президії нан україни 10 липня 2024 р.)
topic	Молоді вчені
topic_facet	Молоді вчені
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202029
work_keys_str_mv	AT sotníkovag holodnígazineitralʹnihatomívulazernihpolâhnovítnísistemidlâkvantovihobčislenʹrozumínnâtaperedbačenʹuníkalʹnihfízičnihâviŝzamateríalaminaukovogopovídomlennânazasídanníprezidíínanukraíni10lipnâ2024r AT sotníkovag coldgasesofneutralatomsinlaserfieldsnewsystemsforquantumcomputingunderstandingandpredictionsofuniquephysicalphenomenaaccordingtothematerialsofreportatthemeetingofthepresidiumofthenasofukrainejuly102024

Institution

Similar Items