I fisici dell'ETH di Zurigo hanno collegato un risonatore meccanico a un quanto superconduttore
Gli scienziati usano una piastra come risonatorezaffiro di alta qualità con uno spessore di poco inferiore a 0,5 mm. Alla sua sommità si trova un sottile trasduttore piezoelettrico in grado di eccitare le onde acustiche che vengono riflesse dal basso e quindi si propagano attraverso un volume ben definito all'interno della lastra. I ricercatori osservano che queste eccitazioni rappresentano il movimento collettivo di un gran numero di atomi, che sono quantizzati (in fotoni) e possono essere soggetti a operazioni quantistiche.
Campi elettromagnetici associati acircuito superconduttore, assicurano la connessione del qubit con il trasduttore piezoelettrico del risonatore acustico e quindi con i suoi stati quantistici meccanici.
Immagine: von Lüpke et al., Nature Physics
I ricercatori osservano che nei loro esperimenti, noc'è uno scambio diretto di energia tra il qubit superconduttore e il risonatore acustico durante la misurazione. Invece, le proprietà del qubit dipendono dal numero di fononi nel risonatore acustico. Questo approccio consente di studiare lo stato quantistico meccanico in modo "senza contatto".
Nel loro studio, i fisici sono riusciti a estrarlodistribuzione del numero di fononi nel suo risonatore acustico dopo eccitazione di varie ampiezze. Inoltre, hanno dimostrato un modo per determinare in un'unica dimensione se il numero di fononi in un risonatore è pari o dispari - la cosiddetta misurazione della parità - senza alcuna informazione aggiuntiva sulla distribuzione dei fononi.
Gli scienziati notano che ottenere proprio un tale moltoinformazioni specifiche, piuttosto che altre, sono cruciali in numerose applicazioni tecnologiche quantistiche. Ad esempio, un cambiamento di parità (passando da un numero dispari a un numero pari o viceversa) può segnalare che un errore ha influenzato lo stato quantistico.
I ricercatori intendono continuare a lavoraretecnologia per consentire il pieno controllo di un sistema quantomeccanico, come la correzione degli errori, pur mantenendo uno stato quantistico.
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