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亚博app下载链接:研究人员利用压缩光实现量子鼓

作者:亚博app下载链接 时间:2021-10-10 11:06
本文摘要:美国的物理学家早已加热一个微观的铝鼓至相似意味著零,这比以前所指出的温度更加较低。研究人员在坐落于科罗拉多的美国国家标准与技术研究所(NIST)展开的这项工作,回应说道这项加热技术可广泛应用到范围还包括量子计算机或高精度传感器等应用于上。 这种铝钹其尺寸为20微米的直径和100纳米的厚度,被映射在一个芯片中作为超导电路的一部分,美国国家标准与技术研究所的JohnTeufel说明说道。

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美国的物理学家早已加热一个微观的铝鼓至相似意味著零,这比以前所指出的温度更加较低。研究人员在坐落于科罗拉多的美国国家标准与技术研究所(NIST)展开的这项工作,回应说道这项加热技术可广泛应用到范围还包括量子计算机或高精度传感器等应用于上。

这种铝钹其尺寸为20微米的直径和100纳米的厚度,被映射在一个芯片中作为超导电路的一部分,美国国家标准与技术研究所的JohnTeufel说明说道。为了加热这个铝鼓,研究人员首先将电路放入真空室,在37毫开尔文温度下,然后利用电路展开微波循环。微波光子碰撞了铝鼓中的原子,并提供了原子的一些动量。

因此,通过减缓原子的热运动,光子将钹的温度减少到360微开尔文温度。Teufel认为,在这个实验中,温度的定义不同于一般意义上的热力学定义。当他们说道,他们早已超过了360微开尔文,这并不意味著原子完全惯性。

忽略,钹是需要在一定频率范围内振动的,但在他们的实验中,他们早已容许了它只在低于频率处震动。多年来,物理学家利用光子来加热物理系统,还包括光腔中的原子、分子甚至反射镜。

但是由于海森堡的不确认原理,光子的加热能力总是受到噪声的容许。Teufel说明说道,总体而言,光子不会从铝鼓结构中提供动量,有时候它们也不会由于量子波动的原因经常出现“恐慌碰撞”的现象。人们仍然指出,当光子被用来加热时,就不会产生这种噪声,它不会制止利用光子加热多达一个特定的温度,称作“量子无限大”。他的研究团队的创意是,Teufel说明说道,是找到如何挣脱噪声从而多达量子无限大。

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研究人员通过用于一种类似类型的被称作传输光的光来构建这一目标.。传输光是利用工程上的不确定性质的光。所有光子都遵从不确定性原理。例如,你就越理解光子的方位,你就就越无法告诉它的动量。

虽然物理学家总有一天无法挣脱这种显然的不确定性,他们早已想通了,他们可以重新分配它。例如,如果他们想要更加准确地理解光子的方位,他们可以壮烈牺牲动量测量的精度。

Teufel领导的研究小组对一个光子的强度和振幅之间的不确定性展开重新分配,使得光子以协商的方式展开打中铝鼓材料用来避免随机噪声。他慎重地认为,他们没违背量子力学的规则。“我们只是精妙地用于规则,”他说道。

这种技术可以在理论上是很棒的一个目标“给定相似”绝对零度,这意味著在超过绝对零度是不有可能的,实验者可以朝着光子的量子噪声约束这个目标渐渐相似。这个水平的加热意味著他们可以仔细观察到由于量子效应而产生的钹的震动,这一般来说不会在热运动下被水淹。此外,Teufel说道,加热技术可以用来生产超强灵敏的探测器,如压力传感器或磁场传感器。“你可以十分脆弱地测量任何在铝鼓材料上的变化,”他说道。

Teufel也期望在量子计算出来中用于的这种铝鼓结构。例如,量子信息可以被编码为一个在鼓膜上的长久的振动。这些振动可以用于信息存储。

“这项工作是令人兴奋的,因为这个领域的大多数人以为他们被量子噪声总有一天的挡住了,”加拿大麦克吉尔大学的AashishClerk说道,他没参予这项工作。打破量子无限大,Teufel研究团队知道构建了不一样的研究。“没有人有任何直觉的理由指出[传输光]实质上不会做到什么,”Clerk说道。他第一次听见研究人员在会议上谈及这个技术。

这项研究早已公开发表在《大自然》杂志上。


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