Стэнфорд физиктері дыбыстың кванттық секірісін алғаш рет нақты уақытта бақылады
Материал бірнеше дереккөз негізінде жасанды интеллектпен дайындалды — түпнұсқаларға сілтемелер төменде.
Стэнфорд университетінің физиктері дыбыстың кванттық секірістерін алғаш рет нақты уақытта тікелей бақылады. Эксперимент нәтижелері Science журналында жарияланды. Бақылау фонондар — механикалық тербелістердің кванттары — және асқын өткізгіш кубитпен байланысқан микроскопиялық механикалық резонатор арқылы жүргізілді.
Негізгі фактілер
- Стэнфорд университетінің физиктері дыбыстың кванттық секірістерін алғаш рет нақты уақытта тікелей бақылады.
- Эксперимент нәтижелері Science журналында жарияланды.
- Команда тербелістердің өшу уақыты шамамен 2 мс болатын микроскопиялық механикалық резонаторды пайдаланды, бұл өшу кезеңінде жүздеген өлшеу жүргізуге мүмкіндік берді.
- Резонатор асқын өткізгіш кубитпен байланыстырылды, ол датчик қызметін атқарып, жүйенің күйін бұзбай бірнеше рет тексерді.
- Зерттеу жетекшісі Амир Сафави-Наэини дірілдейтін нысандар кванттық мінез-құлық көрсете алатынын, бұл кванттық есептеулер мен сенсорлардағы көптеген операциялар үшін қажетті шарт екенін атап өтті.
Эксперимент
Стэнфорд университетінің физиктері дыбыстың кванттық секірістерін алғаш рет нақты уақытта тікелей бақылады. Ғалымдар фонондармен — механикалық тербелістердің кванттарымен — жұмыс істеп, жүйенің бір энергетикалық деңгейден екіншісіне күрт ауысқан сәтін көрді. Кванттық секірістер XX ғасырдың басында болжанған, ал 1986 жылы олар алғаш рет ұсталған иондарда, 2007 жылы фотондарда байқалды. Фонондар үшін бұрынғы эксперименттер тек жанама дәлелдер берді, бірақ нақты уақыттағы жеке ауысулар осы уақытқа дейін тіркелмеген. Зерттеушілер микроскопиялық механикалық резонатор — кішкентай камертонның аналогын жасады, ол чиптер өндірісінде қолданылатын әдістермен дайындалды.
Бақылау әдісі
Резонатордың басты ерекшелігі — тербелістердің ұзақ өшу уақыты, шамамен 2 мс. Осы аралықта зерттеушілер жүздеген өлшеу жүргізіп, фонон энергиясының 1-деңгейден 0-ге ауысқан сәтін анықтады. Резонатор асқын өткізгіш кубитпен байланыстырылды, ол датчик ретінде жұмыс істеп, әр өлшеуде жүйенің күйін бұзбай бірнеше рет тексерді. Зерттеу жетекшісі Амир Сафави-Наэини: «Біз дірілдейтін нысандардың кванттық мінез-құлық көрсете алатынын көрдік. Бұл кванттық есептеулер мен сенсорлардағы көптеген операциялар үшін қажетті шарт», — деп атап өтті.
Ықтимал қолданылуы
Қолданудың бір ықтимал нұсқасы кванттық компьютерлердегі қателерді түзетумен байланысты, онда кванттық күйлер тұрақсыз, ал деңгейлер арасындағы ауысулар қатені білдіруі мүмкін. Мұндай өзгерістерді нақты уақытта бақылау мүмкіндігі механикалық резонаторларға негізделген жүйелер үшін негіз қалайды, алайда қазіргі эксперимент — дайын қате түзету әдісі емес, іргелі жұмыс. Тағы бір бағыт — аса сезімтал сенсорлар: Стэнфорд командасы Калифорния технологиялық институтының ғалымдарымен бірге резонатор мен кубит байланысын жасушалар ішіндегі ақуыздарды анықтау және сәйкестендіру үшін пайдалану мүмкіндігін зерттеп жатыр. Авторлар технологияны электроникада қолдануға да жол береді, өйткені механикалық тербелістер смартфондар мен басқа құрылғыларда қолданылады, ал оларды дәлірек басқару жаңа акустикалық компоненттер жасауға мүмкіндік береді.
1 дереккөз
Уақыт · артта қалуы