A fizikusok megtanultak információt kinyerni egy kvantummechanikai rendszerből a kvantumállapot megzavarása nélkül

Az ETH Zürich fizikusai egy mechanikai rezonátort kapcsoltak össze egy szupravezető kvantummal

qubit. A tudósok által kifejlesztett és a Nature Physics folyóiratban megjelent cikkben ismertetett technológia lehetővé teszi a mechanikai rezonátorrendszer kvantumtulajdonságainak mérését a kvantumállapot megzavarása nélkül.

A tudósok egy lemezt használnak rezonátorkéntkiváló minőségű zafír 0,5 mm alatti vastagsággal. A tetején egy vékony piezoelektromos jelátalakító található, amely alulról visszaverődő akusztikus hullámokat gerjeszt, és így a födémen belül egy jól meghatározott térfogatban terjed. A kutatók megjegyzik, hogy ezek a gerjesztések nagyszámú atom kollektív mozgását képviselik, amelyek kvantálva vannak (fotonokban), és kvantumműveleteknek vethetők alá.

A kapcsolódó elektromágneses mezőkszupravezető áramkör, biztosítsa a qubit összekapcsolását az akusztikus rezonátor piezoelektromos átalakítójával és ezáltal annak mechanikai kvantumállapotaival.

Kép: von Lüpke et al., Nature Physics

A kutatók megjegyzik, hogy kísérleteikben nema mérés során közvetlen energiacsere történik a szupravezető qubit és az akusztikus rezonátor között. Ehelyett a qubit tulajdonságai az akusztikus rezonátorban lévő fononok számától függenek. Ez a megközelítés lehetővé teszi a mechanikai kvantumállapot "érintkezés nélküli" vizsgálatát.

Vizsgálatuk során a fizikusok képesek voltak kivonniaz akusztikus rezonátorában lévő fononok számának eloszlása ​​különböző amplitúdójú gerjesztést követően. Ezenkívül bemutattak egy módot, amellyel egyetlen dimenzióban meg lehet határozni, hogy a rezonátorban lévő fononok száma páros vagy páratlan – ez az úgynevezett paritásmérés – anélkül, hogy a fononeloszlással kapcsolatban további információ állna rendelkezésre. 

A tudósok megjegyzik, hogy megszerzése csak egy ilyen nagyonA konkrét információ, nem pedig bármi más, döntő fontosságú számos kvantumtechnológiai alkalmazásban. Például a paritás változása (páratlan számról páros számra vagy fordítva) azt jelezheti, hogy egy hiba befolyásolta a kvantumállapotot.

A kutatók azt tervezik, hogy folytatják a munkátolyan technológia, amely lehetővé teszi a kvantummechanikai rendszer teljes vezérlését, például hibajavítást, miközben továbbra is fenntartja a kvantumállapotot.

Olvass tovább

Az amerikai műhold szokatlan üzenetet "látott" a Földről

Közzétett videó a rakétáról, amelyet egy kísérleti gyorsítóról indítottak

A szörny a galaxisunk közepén: nézze meg a Tejútrendszerben lévő fekete lyuk fényképét