Forscher des Niels-Bohr-Instituts der Universität Kopenhagen haben die Kohärenzzeiten deutlich verbessert.
Als ersten Schritt hat das Forschungsteamkombinierte die Membran mit einem supraleitenden Mikrowellenschaltkreis, der genaue Messwerte ermöglicht. Das heißt, es ist „verbunden“, wie es für fast jede Anwendung erforderlich ist. Dank dieser Entwicklung kann die Membran mit verschiedenen anderen Geräten verbunden werden, die Quanteninformationen verarbeiten oder übertragen.
Das in dieser Arbeit verwendete Gerät.
Die quadratische Struktur näher an der Mitte ist der supraleitende Schaltkreis, und der rote Punkt in der Mitte entspricht dem Zusammenhang mit der Bewegung der Membran.
Die Wabenstruktur dient dazu, die Bewegung der Membran, die hauptsächlich an der roten Punktposition auftritt, vom Rahmen, an dem sie befestigt ist, zu isolieren.
Bildnachweis: Niels-Bohr-Institut
Da bestimmt die UmgebungstemperaturJe nach Höhe der zufälligen Kräfte, die die Membran stören, muss eine ausreichend niedrige Temperatur erreicht werden. Ziel ist es, zu verhindern, dass der Quantenbewegungszustand „ausgewaschen“ wird. Dies erreichen Physiker mit Hilfe einer Kühleinheit auf Heliumbasis. Mithilfe einer Mikrowellenschaltung können sie dann den Quantenbewegungszustand der Membran steuern. In ihrer jüngsten Arbeit konnten die Forscher die Membran im Quantengrundzustand präparieren. Das bedeutet, dass seine Bewegung von Quantenfluktuationen dominiert wird. Der Quantengrundzustand entspricht einer effektiven Temperatur von 0,00005 Grad über dem absoluten Nullpunkt, also –273,15 °C.
Anwendungen für vernetzte Quantenmembranenoder Quantentrommel viel. Mit einer leicht modifizierten Version dieses Systems, das die Kräfte sowohl von Mikrowellen- als auch von optischen Signalen erfassen kann, ist es möglich, einen Quantenkonverter von Mikrowelle zu optischen zu erstellen. Quanteninformationen können bei Raumtemperatur in optischen Fasern über Kilometer hinweg störungsfrei übertragen werden . Andererseits werden die Informationen normalerweise in einem Kühlgerät verarbeitet, das Temperaturen erreichen kann, die niedrig genug sind, um supraleitende Schaltkreise wie z. B. zu betreiben Membran. Die Verbindung dieser beiden Systeme – supraleitende Schaltkreise mit optischen Fasern – könnte die Schaffung eines Quanteninternets ermöglichen: mehrere Quantencomputer, die durch optische Fasern miteinander verbunden sind.
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