La atomtrónica manipula los átomos de la misma forma que la electrónica manipula los electrones. Lleva la promesa de dispositivos cuánticos altamente compactos que pueden medir fuerzas increíblemente pequeñas o rotaciones diminutas. Dichos dispositivos podrían algún día usarse para monitorear el estado de la Tierra detectando los niveles de agua en el desierto o en la búsqueda de minerales y petróleo. También se utilizarán en la navegación, cuando el GPS falla en aviones o barcos debido a ataques maliciosos o simplemente porque no está disponible, p.ej. en los mares profundos. También podrían algún día actuar como simuladores cuánticos portátiles para resolver tareas computacionales complejas.

La atomtrónica coherente manipula los átomos en forma de ondas de materia que se originan en los condensados ​​de Bose-Einstein (un estado de la materia en el que todos los átomos pierden su identidad individual y se convierten en un solo estado cuántico con todos los átomos en todas partes en el condensado al mismo tiempo). Los átomos en estas ondas de materia se comportan mucho más como ondas que como partículas individuales. Estas ondas de materia pueden interferir y, por lo tanto, responder a los cambios más pequeños en su entorno, como la diferencia en la atracción gravitacional entre el material orgánico ligero y el mineral de hierro pesado. En comparación con la luz, los átomos pueden ser 10 mil millones de veces más sensibles, p.ej. a la rotación o aceleración, en comparación con los fotones que componen la luz. Esta sensibilidad depende del tiempo de medición y, al igual que la manzana de Newton, los átomos caen debido a la gravedad de la Tierra. Esto obliga a los interferómetros más sensibles a ser muy altos, alcanzando los 10 metros y en algunos casos hasta los 100 metros. La posible solución sería guiar los átomos en guías de ondas de materia, al igual que las fibras ópticas guían la luz. Desafortunadamente, el hecho de que sean tan sensibles a la aceleración los hace extremadamente sensibles a cualquier defecto en las guías de la onda de la materia. Por eso, hasta hace poco, sin embargo, no había guías de ondas adecuadas para los átomos. La razón es que las ondas de materia son extremadamente sensibles a la suavidad.

Un equipo internacional de científicos en Creta (Grecia) dirigido por Wolf von Klitzing ha dado un paso hacia la pequeña, dispositivos atomtrónicos súper sensibles al demostrar la primera aceleración coherente y transporte de ondas de materia en guías de ondas atomtrónicas. El gran avance de los científicos de IESL-FORTH es que utilizaron una combinación de campos magnéticos a diferentes frecuencias para producir los llamados potenciales adiabáticos promediados en el tiempo (TAAP). Para demostrar que estas guías de ondas de materia son perfectamente suaves, construyeron un anillo acelerador del tamaño de mm para ondas de materia neutrales, muy parecido al acelerador CERN del tamaño de un kilómetro para partículas cargadas. Las ondas de materia alcanzaron velocidades hipersónicas superiores a Mach 16 (una mach =velocidad del sonido) y guiaron las ondas de materia durante más de 40 cm, una mejora de más de un factor de 1000 en comparación con el récord anterior.

Los desafíos técnicos para preparar tecnologías cuánticas para aplicaciones del 'mundo real' siguen siendo enormes. Las guías de ondas TAAP del Naturaleza El papel presenta un paso importante en esa dirección. El equipo de ondas de materia de Creta utilizará este anillo acelerador similar al CERN para estudiar cuestiones de física fundamental, como las propiedades de los superfluidos de los condensados ​​de Bose Einstein y las colisiones atómicas. En el futuro cercano, planean construir un giroscopio atomtrónico de tamaño mm y un sensor de gravedad basado en el anillo.