Opdateret kvantetromme gemmer kvantetilstande i rekordlang tid

Forskere fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet har forbedret sammenhængstider markant.

tidligere udviklet kvantemembran. Denne opgradering vil udvide membranens mulighed for at blive brugt til en række forskellige formål. Med en sammenhængstid på hundrede millisekunder kan membranen for eksempel lagre følsomme kvanteinformationer til videre bearbejdning i en kvantecomputer eller et netværk.  

Som et første skridt, forskerholdetkombineret membranen med et superledende mikrobølgekredsløb, der gør det muligt at tage nøjagtige aflæsninger fra den. Det vil sige, at det er blevet "forbundet", som det kræves til næsten enhver applikation. Takket være denne udvikling kan membranen forbindes til forskellige andre enheder, der behandler eller transmitterer kvanteinformation.

Enheden, der bruges i dette arbejde. 
Den firkantede struktur tættere på midten er det superledende kredsløb, og den røde prik i midten svarer til forbindelsen med membranens bevægelse. 
Honningkagestrukturen bruges til at isolere membranens bevægelse, som hovedsageligt sker ved den røde prikposition, fra den ramme, den er fastgjort til. 
Kredit: Niels Bohr Instituttet

Da den omgivende temperatur bestemmerniveauet af tilfældige kræfter, der forstyrrer membranen, er det nødvendigt at nå en tilstrækkelig lav temperatur. Målet er at forhindre kvantebevægelsens tilstand i at blive "udvasket". Fysikere opnår dette ved hjælp af en helium-baseret køleenhed. Ved hjælp af et mikrobølgekredsløb kan de derefter kontrollere membranens kvantebevægelsestilstand. I deres seneste arbejde var forskerne i stand til at forberede membranen i kvantegrundtilstand. Det betyder, at dens bevægelse er domineret af kvanteudsving. Kvantegrundtilstanden svarer til en effektiv temperatur på 0,00005 grader over det absolutte nulpunkt, hvilket er –273,15 °C.

Ansøgninger til Connected Quantum Membraneeller kvantetromme meget. Det er muligt at bruge en let modificeret version af dette system, som kan fornemme kræfterne fra både mikrobølge- og optiske signaler, til at skabe en kvantekonverter fra mikrobølge til optisk Kvanteinformation kan transmitteres ved stuetemperatur i optiske fibre over kilometer uden forstyrrelse På den anden side behandles informationen typisk inde i en køleenhed, der er i stand til at nå temperaturer, der er lave nok til at drive superledende kredsløb såsom en membran. Således kan det at forbinde disse to systemer - superledende kredsløb med optiske fibre - muliggøre skabelsen af ​​et kvante internet: flere kvantecomputere, forbundet med optiske fibre. 

Læs mere

Sammenlign hvordan måneformørkelsen blev filmet af NASA og Roscosmos

Den "femte kraft" skaber usynlige "vægge" i universet. Det vigtigste ved den nye teori om fysikere

Abekopper infektion kort offentliggjort

Forsidefoto: Quantum Fluctuations / Markos Kay (CY)(UK)