تشخیص ارتعاش مکانیکی اتم ها با ابداع یک روش جدید

محققان دانشگاه واشنگتن ارتعاش مکانیکی بین دو لایه اتم (نفس اتم ها) را با مشاهده نوع نوری که آن اتم ها هنگام تحریک توسط لیزر ساطع می کنند، شناسایی کرده اند.

به گزارش تکناک، این پیشرفت جدید می تواند به روش جدیدی برای محاسبات کوانتومی منجر شود. در واقع، محققان قبلاً دستگاهی را مهندسی کرده‌اند که می‌تواند به عنوان یک نوع جدید از بلوک ساختمانی برای فناوری‌های کوانتومی عمل کند.

مو لی، نویسنده ارشد، استاد دانشگاه واشنگتن در مهندسی برق و کامپیوتر و فیزیک گفت: این نوع جدیدی از اثر کوانتومی درگیر را ارائه می دهد که می تواند برای کنترل فوتون های منفرد در مدارهای نوری یکپارچه برای بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار گیرد.

مطالعه جدید مبتنی بر کار قبلی است که یک شبه ذره در سطح کوانتومی به نام اکسایتون را بررسی کرده بود. اطلاعات را می توان در یک اکسایتون کدگذاری کرد و سپس به شکل فوتون آزاد کرد که خواص کوانتومی آن می تواند به عنوان یک بیت کوانتومی اطلاعات یا کیوبیت با سرعت نور عمل کند.

یک شرح اجمالی

آدینا ریپین، نویسنده اصلی این تحقیق و دانشجوی دکترای فیزیک در دانشگاه واشنگتن، می‌گوید: نگاه اجمالی نسبت به این تحقیق این است که برای داشتن یک شبکه کوانتومی عملی، باید راه‌هایی برای ایجاد، آغاز به کار، ذخیره و انتقال کیوبیت‌ها به طور قابل اعتماد داشته باشیم.

فوتون‌ها یک انتخاب طبیعی برای انتقال این اطلاعات کوانتومی هستند زیرا فیبرهای نوری ما را قادر می‌سازند فوتون‌ها را در فواصل طولانی با سرعت‌های بالا و با تلفات کم انرژی یا اطلاعات منتقل کنیم.

سپس، محققان تصمیم گرفتند آزمایش کنند که آیا می توانند فونون ها را برای فناوری کوانتومی با استفاده از ولتاژ الکتریکی مهار کنند یا خیر؟ آنها دریافتند که می توانند انرژی برهمکنش فونون های مرتبط را با روش های قابل اندازه گیری و قابل کنترل و در یک سیستم یکپارچه واحد تغییر دهند.

سپس تیم تحقیقاتی می خواست قادر به کنترل چند تابشگر و حالت های فونون مرتبط با آنها باشد، که گامی به سوی ایجاد یک پایه جامد برای مدارهای کوانتومی است.

لی در بیانیه ای گفت: هدف کلی ما ایجاد یک سیستم یکپارچه با تابشگرهای کوانتومی است که می تواند از فوتون های منفرد در مدارهای نوری و فونون های تازه کشف شده برای انجام محاسبات کوانتومی و سنجش کوانتومی استفاده کند.

این پیشرفت مطمئنا به این تلاش کمک خواهد کرد و به توسعه بیشتر محاسبات کوانتومی کمک می کند که در آینده کاربردهای زیادی خواهد داشت.