Fizicienii au învățat să extragă informații dintr-un sistem mecanic cuantic fără a perturba starea cuantică

Fizicienii de la ETH Zurich au legat un rezonator mecanic de un cuantic supraconductor

qubit. Tehnologia dezvoltată de oameni de știință și descrisă într-un articol din revista Nature Physics permite măsurarea proprietăților cuantice ale unui sistem de rezonanță mecanică fără a perturba starea cuantică.

Oamenii de știință folosesc o placă ca rezonatorsafir de înaltă calitate, cu o grosime de puțin sub 0,5 mm. În partea de sus este un traductor piezoelectric subțire care poate excita unde acustice care sunt reflectate de jos și astfel se propagă printr-un volum bine definit în interiorul plăcii. Cercetătorii notează că aceste excitații reprezintă mișcarea colectivă a unui număr mare de atomi, care sunt cuantificați (în fotoni) și pot fi supuși operațiilor cuantice.

Câmpurile electromagnetice asociate cucircuit supraconductor, asigurați legătura qubit-ului cu traductorul piezoelectric al rezonatorului acustic și astfel cu stările sale cuantice mecanice.

Imagine: von Lüpke et al., Nature Physics

Cercetătorii notează că în experimentele lor, nuexistă un schimb direct de energie între qubitul supraconductor și rezonatorul acustic în timpul măsurării. În schimb, proprietățile qubitului depind de numărul de fononi din rezonatorul acustic. Această abordare face posibilă studierea stării cuantice mecanice într-un mod „fără contact”.

În studiul lor, fizicienii au putut extragedistribuția numărului de fononi din rezonatorul său acustic după excitare cu diverse amplitudini. Mai mult, ei au demonstrat o modalitate de a determina într-o singură dimensiune dacă numărul de fononi dintr-un rezonator este par sau impar - așa-numita măsurare a parității - fără nicio informație suplimentară despre distribuția fononilor. 

Oamenii de știință notează că obținerea unui astfel de foarteinformația specifică, mai degrabă decât oricare alta, este crucială într-o serie de aplicații tehnologice cuantice. De exemplu, o modificare a parității (trecerea de la un număr impar la un număr par sau invers) poate semnala că o eroare a afectat starea cuantică.

Cercetătorii plănuiesc să continue să lucrezetehnologie pentru a permite controlul deplin al unui sistem mecanic cuantic, cum ar fi corectarea erorilor, menținând în același timp o stare cuantică.

Citeste mai mult

Satelitul american „a văzut” un mesaj neobișnuit de pe Pământ

Video publicat de la rachetă, care a fost lansată de la un accelerator experimental

Monstrul din centrul galaxiei noastre: uită-te la fotografia unei găuri negre din Calea Lactee