宏观振荡器在量子层面上一起移动

研究人员首次成功在量子层面控制了多个机械振荡器,这是创建更强大的量子系统所必需的能力。机械振荡器将能量转化为周期性振荡。例如,它们是所有石英表的核心。在量子领域,宏观振荡器可以实现超灵敏传感器和量子计算组件。[…]

来源:宇宙杂志
用于研究量子集体现象的六聚体宏观机械振荡器。图片来源:Mahdi Chegnizadeh (EPFL)
用于研究量子集体现象的六聚体宏观机械振荡器。图片来源:Mahdi Chegnizadeh (EPFL)

研究人员首次成功在量子层面控制多个机械振荡器,这是创建更强大的量子系统所必需的能力。

机械振荡器将能量转化为周期性振荡。例如,它们是所有石英表的核心。在量子领域,宏观振荡器可以实现超灵敏传感器和量子计算组件。

量子计算

但是,集体量子行为(即许多振荡器作为一个整体)很难实现,因为要做到这一点需要近乎完美(相同)的单元。

量子

现在,研究人员终于做到了:他们成功地制备了 6 个处于集体状态的机械振荡器,观察了它们的量子行为,并测量了只有振荡器作为一个群体时才会出现的现象。

“这是由于超导平台中机械频率的无序性极低,可达到 0.1% 的水平,”瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的 Mahdi Chegnizadeh 说道,他是发表在《科学》杂志上的新研究的第一作者。

新研究 科学

“这种精度使振荡器能够进入集体状态,它们表现为一个统一的系统,而不是独立的组件。”

为了观察量子效应,研究人员使用了一种称为边带冷却的技术,将振荡器的能量降低到其量子基态(量子力学允许的最低能量)。

基态

通过照射略低于振荡器固有频率的激光,光的能量与振动系统相互作用,从而减去其中的能量,减少热振动并使振荡器接近静止状态。