Впервые, исследователи преуспели в создании прочной связи между квантовыми системами на большем расстоянии. Они справились с этой новой способ, в котором лазерный петля соединяет системы, позволяя практически без потерь обмена информацией и сильного взаимодействия между ними. Физики сообщили, что новый метод открывает новые возможности в квантовых сетей и квантовых датчиков.
В настоящее время квантовых технологий является одним из наиболее активных областей исследований во всем мире. Он использует особые свойства квантово-механических состояний атомов, света и наноструктур для разработки, например, новых датчиков для медицины и переходов, сетей для обработки информации и мощные тренажеры по материаловедению. Генерации этих квантовых состояниях, как правило, требует сильного взаимодействия между задействованными системами, например между несколькими атомами или наноструктур.
До сих пор, однако, достаточно сильного взаимодействия были ограничены на короткие расстояния. Как правило, две системы должны быть расположены близко друг к другу на том же самом чипе при низких температурах или в той же вакуумной камере, где они взаимодействуют через электростатическое и магнитостатическое сил. Соединение их на больших расстояниях, однако, требуется для многих приложений, таких как квантовые сети или определенных типов датчиков.
Группа физиков, возглавляемая профессором Филиппом Treutlein из кафедры физики в Университете Базеля и Швейцарском Институте нанонауки (сни), удалось впервые в создании прочной связи между двумя системами на большем расстоянии по комнате, температура окружающей среды. В своем эксперименте исследователи использовали лазерный луч для того чтобы соединить вибрации 100 нанометра тонкой мембраны при движении спин атомов на расстояние в один метр. В результате, каждый вибраций мембраны задает вращение атомов в движении, и наоборот.
Цикл света действует как механическая пружина
Эксперимент базируется на концепции, что исследователи разработали вместе с теоретической физик, профессор Клеменс Молотобоец из университета Ганновера. Она включает в себя отправку луч лазерный луч назад и вперед между системами. «Потом свет ведет себя как механическая пружина, натянутая между атомами и мембрана, и передает силы между двумя», — объясняет д-р Томас Карг, которые проводили эксперименты в рамках своей докторской диссертации в Университете Базеля. В этот лазерный цикл, свойства света можно регулировать, такие, что никакой информации о движении двух систем теряется в окружающую среду, обеспечивая, таким образом, что квантово-механические взаимодействия не нарушается.
Исследователи теперь удалось реализовать эту концепцию экспериментально впервые и использовал его в серии экспериментов. «Связь квантовых систем С свет является очень гибким и универсальным», — объясняет Treutlein. «Мы можем контролировать лазерный луч между системами, которое позволяет создавать различные типы взаимодействий, которые являются полезными для квантовых датчиков, например».
Новый инструмент для квантовых технологий
В дополнение к соединению атомов с наномеханических мембран, новый метод может также использоваться в ряде других систем; например, когда соединение сверхпроводящих квантовых битов или твердотельных спиновых систем, используемых в квантовой информатике. Новая технология для легких-опосредованной муфта может использоваться для соединения таких систем, создание квантовой сети для обработки информации и моделирования. Treutlein убежден: «это новый, очень полезный инструмент для наших квантовых технологий инструментов».
Эксперименты, проведенные исследователями в Базеле были финансируемого Европейским исследовательским советом в рамках модульного проекта, и доктор наук школа сни.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!