Physiker der ETH Zürich haben einen mechanischen Resonator mit einem supraleitenden Quant verknüpft
Wissenschaftler verwenden eine Platte als Resonatorhochwertiger Saphir mit einer Stärke von knapp 0,5 mm. An seiner Spitze befindet sich ein dünner piezoelektrischer Wandler, der akustische Wellen anregen kann, die von unten reflektiert werden und sich somit durch ein genau definiertes Volumen innerhalb der Platte ausbreiten. Die Forscher stellen fest, dass diese Anregungen die kollektive Bewegung einer großen Anzahl von Atomen darstellen, die (in Photonen) quantisiert sind und Quantenoperationen unterzogen werden können.
Elektromagnetische Felder verbunden mitsupraleitende Schaltung, sorgen für die Verbindung des Qubits mit dem piezoelektrischen Wandler des akustischen Resonators und damit mit seinen mechanischen Quantenzuständen.
Bild: von Lüpke et al., Naturphysik
Die Forscher stellen fest, dass in ihren Experimenten neinwährend der Messung findet ein direkter Energieaustausch zwischen dem supraleitenden Qubit und dem akustischen Resonator statt. Stattdessen hängen die Eigenschaften des Qubits von der Anzahl der Phononen im akustischen Resonator ab. Dieser Ansatz ermöglicht es, den mechanischen Quantenzustand „berührungslos“ zu untersuchen.
In ihrer Studie konnten Physiker extrahierenVerteilung der Anzahl der Phononen in seinem akustischen Resonator nach Anregung mit verschiedenen Amplituden. Darüber hinaus demonstrierten sie eine Möglichkeit, mit einer einzigen Messung zu bestimmen, ob die Anzahl der Phononen in einem Resonator gerade oder ungerade ist – die sogenannte Paritätsmessung –, ohne zusätzliche Informationen über die Phononenverteilung.
Wissenschaftler stellen fest, dass der Erhalt eines solchen sehrBei einer Reihe von quantentechnologischen Anwendungen sind eher spezifische Informationen als alle anderen von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise kann eine Änderung der Parität (von einer ungeraden Zahl zu einer geraden Zahl oder umgekehrt) signalisieren, dass ein Fehler den Quantenzustand beeinflusst hat.
Die Forscher wollen weiter daran arbeitenTechnologie, um die vollständige Kontrolle über ein quantenmechanisches System zu ermöglichen, wie z. B. Fehlerkorrektur, während ein Quantenzustand beibehalten wird.
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