Το ενημερωμένο κβαντικό τύμπανο αποθηκεύει τις κβαντικές καταστάσεις για μεγάλο χρονικό διάστημα

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Niels Bohr στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης έχουν βελτιώσει σημαντικά τους χρόνους συνοχής.

προηγουμένως αναπτυγμένη κβαντική μεμβράνη. Αυτή η αναβάθμιση θα επεκτείνει την ικανότητα της μεμβράνης να χρησιμοποιείται για διάφορους σκοπούς. Με χρόνο συνοχής εκατό χιλιοστών του δευτερολέπτου, η μεμβράνη μπορεί, για παράδειγμα, να αποθηκεύσει ευαίσθητες κβαντικές πληροφορίες για περαιτέρω επεξεργασία σε κβαντικό υπολογιστή ή δίκτυο.  

Ως πρώτο βήμα, η ερευνητική ομάδασυνδύασε τη μεμβράνη με ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα μικροκυμάτων που επιτρέπει τη λήψη ακριβών μετρήσεων από αυτήν. Δηλαδή, έχει «συνδεθεί», όπως απαιτείται για σχεδόν κάθε εφαρμογή. Χάρη σε αυτήν την εξέλιξη, η μεμβράνη μπορεί να συνδεθεί με διάφορες άλλες συσκευές που επεξεργάζονται ή μεταδίδουν κβαντικές πληροφορίες.

Η συσκευή που χρησιμοποιείται σε αυτήν την εργασία. 
Η τετράγωνη δομή πιο κοντά στο κέντρο είναι το υπεραγώγιμο κύκλωμα και η κόκκινη κουκκίδα στο κέντρο αντιστοιχεί στη σύνδεση με την κίνηση της μεμβράνης. 
Η δομή της κηρήθρας χρησιμοποιείται για την απομόνωση της κίνησης της μεμβράνης, η οποία συμβαίνει κυρίως στη θέση της κόκκινης κουκκίδας, από το πλαίσιο στο οποίο είναι προσαρτημένη. 
Πίστωση: Niels Bohr Institute

Δεδομένου ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος καθορίζειτο επίπεδο των τυχαίων δυνάμεων που διαταράσσουν τη μεμβράνη, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί μια αρκετά χαμηλή θερμοκρασία. Ο στόχος είναι να αποτραπεί το «ξεπλύσιμο» της κβαντικής κατάστασης κίνησης. Οι φυσικοί το επιτυγχάνουν με τη βοήθεια μιας μονάδας ψύξης με βάση το ήλιο. Χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα μικροκυμάτων, μπορούν στη συνέχεια να ελέγξουν την κβαντική κατάσταση κίνησης της μεμβράνης. Στην πρόσφατη εργασία τους, οι ερευνητές μπόρεσαν να προετοιμάσουν τη μεμβράνη στην κβαντική βασική κατάσταση. Αυτό σημαίνει ότι η κίνησή του κυριαρχείται από κβαντικές διακυμάνσεις.Η κβαντική θεμελιώδης κατάσταση αντιστοιχεί σε μια πραγματική θερμοκρασία 0,00005 βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν, που είναι –273,15 °C.

Εφαρμογές για συνδεδεμένη κβαντική μεμβράνηή κβαντικό τύμπανο πολύ. Είναι δυνατή η χρήση μιας ελαφρώς τροποποιημένης έκδοσης αυτού του συστήματος, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει τις δυνάμεις τόσο των μικροκυμάτων όσο και των οπτικών σημάτων, για τη δημιουργία ενός κβαντικού μετατροπέα από μικροκύματα σε οπτικά. Οι κβαντικές πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν σε θερμοκρασία δωματίου σε οπτικές ίνες για χιλιόμετρα χωρίς διαταραχή Από την άλλη πλευρά, οι πληροφορίες τυπικά επεξεργάζονται μέσα σε μια συσκευή ψύξης ικανή να φτάσει σε θερμοκρασίες αρκετά χαμηλές για να λειτουργήσει υπεραγώγιμα κυκλώματα όπως μια μεμβράνη.Έτσι, η σύνδεση αυτών των δύο συστημάτων—υπεραγώγιμα κυκλώματα με οπτικές ίνες—θα μπορούσε να επιτρέψει τη δημιουργία ενός κβαντικού Διαδίκτυο: πολλαπλοί κβαντικοί υπολογιστές, συνδεδεμένοι μεταξύ τους με οπτικές ίνες. 

Διαβάστε περισσότερα

Συγκρίνετε πώς γυρίστηκε η σεληνιακή έκλειψη από τη NASA και τη Roscosmos

Η «πέμπτη δύναμη» δημιουργεί αόρατα «τείχη» στο σύμπαν. Το κύριο πράγμα για τη νέα θεωρία των φυσικών

Δημοσιεύθηκε ο χάρτης μόλυνσης από την ευλογιά των πιθήκων

Φωτογραφία εξωφύλλου: Quantum Fluctuations / Markos Kay (CY) (UK)