Устройство позволит изучать хрупкие биологические образцы с помощью значительно меньшего числа электронов, чем в обычных микроскопах.
Ученые Венского технического университета (TU Wien) вместе с коллегами из Венского университета, Университета Линца и Университета Инсбрука разрабатывают электронный микроскоп, в который встроен миниатюрный квантовый компьютер на ионных ловушках. Это первая подобная попытка в мире.
В квантовом компьютере на ионных ловушках роль кубитов играют отдельные заряженные атомы, подвешенные в вакууме электромагнитными полями и охлажденные лазером почти до неподвижности. Управляя такими ионами лазерными импульсами, физики умеют переводить их между квантовыми состояниями и запутывать друг с другом — именно эта технология сейчас показывает одни из лучших в отрасли показателей точности и времени когерентности.
Идея команды TU Wien в том, чтобы электронный пучок микроскопа взаимодействовал с ионами, удерживаемыми вдоль его траектории. «Мы заставляем их взаимодействовать с ионами, которые удерживаются на пути электронного пучка», — рассказал докторант TU Wien Элиас Пескoллер, первый автор исследования.
При таком взаимодействии электрон и ион вступают в квантовую запутанность и на короткое время образуют общее квантовое состояние. Это позволяет ученым извлекать из каждого электрона больше информации, чем при обычной съемке.
Снижение числа электронов, нужных для получения четкого изображения, критично важно для хрупких образцов вроде отдельных белковых молекул. Обычный электронный пучок ионизирует вещество и рвет химические связи, поэтому чем дольше образец находится под облучением, тем сильнее меняется его структура прямо во время съемки.
Источник: hi-tech.mail.ru