Zinātnieki ir radījuši kvantu sapīšanos starp vismazākajām gaismas daļiņām un skaņas vilni. Sapīšanās noturība pret ārējiem traucējumiem ir svarīga kvantu datoriem.
Fiziķi no Maksa Planka institūta izdomāja veidu, kā sapīt dažāda veida daļiņas: gaismas vienību (fotons) ar skaņas viļņa kvantu ekvivalentu (fononu). Čanlongs Džu, Klaudiju Genes un Birgita Stillera nosauca šo sistēmu par optisko-akustisko sapīšanos.
Hibrīdā sistēma ir unikāli izturīga pret ārējiem traucējumiem, kas ir viena no lielākajām problēmām, ar ko saskaras kvantu tehnoloģija. Jaunais savienojums ir būtisks solis uz uzticamākiem kvantu datoriem. Parasti kvantu stāvokli, kas nepieciešams aprēķiniem, var viegli traucēt — šis faktors ierobežo kvantu ierīču attīstību.
Zinātnieki strādā pie šīs problēmas risinājuma, izmantojot vairākus perspektīvus ceļus. Līdz izmēram lielāka dimensija samazina negatīvu trokšņu ietekmi, tāpat kā lielāks daļiņu skaits sapīšanās sistēmā. Iespējams, praktisks risinājums izmantos vairāk nekā vienu ceļu, tāpēc katra papildu tehnoloģija kļūst par būtisku ieguldījumu problēmas risināšanā.
Optisko-akustisko sapīšanos ir sarežģīti sasniegt, jo fotoni un fononi kustas dažādos ātrumos un tiem ir dažādi enerģijas līmeņi. Pētnieki izmantoja procesu, ko sauc par Birlūna izkliedi, kur gaisma izkliedējas starp materiāla atomiem ar skaņas viļņu oscilācijām, ko rada karstums.
Ierosinātajā zinātnieku sistēmā lāzera gaisma un akustiskie viļņi tika pārnesti uz kramu iebūvētu cietvielu viļņa vadības modu, kas paredzēts Birmans izkliedes radīšanai. Kad divi kvanti kustas pa vienu fotonu struktūru, fonons kustas ievērojami lēnāk, kas izraisa izkliedi, kas var sapīt daļiņas ar būtiski dažādiem enerģijas līmeņiem.
"Tā kā sistēma darbojas lielā amplitūdā gan optiskajos, gan akustiskajos režīmos, tā atver jaunu perspektīvu piesaistībā ar nepārtrauktiem režīmiem, kas ir liela potenciāla izmantošana kvantu aprēķinos, kvantu atmiņā, kvantu metrologijā, kvantu teleportēšanā un kvantu saistībā ar sapīšanas palīdzību, kā arī klasiskā un kvantu pasaules robežu izpētē," teikts pētījumā.
Tehnoloģijas interese vēl vairāk palielinās, jo sapīšanu var sasniegt ar augstākām temperatūrām, nekā to pieļauj citas metodes. Tas sapīšanu pārvieto no kriogēnās zonas un potenciāli samazina vajadzību pēc dārgas dzesēšanas. Metodei ir nepieciešams turpmāks pētījums un eksperimenti, taču tas ir daudzsološs rezultāts, saka zinātnieki. Pētījums publicēts Physical Review Letters.
Avots: Science Alert
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra