Команда NIST направляет и измеряет квантовый драм-дуэт

схожие новости

Подобно дирижерам жуткой симфонии, исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) «запутали» два маленьких механических барабана и точно измерили их связанные квантовые свойства. Подобные пары когда-нибудь смогут выполнять вычисления и передавать данные в крупномасштабных квантовых сетях, говорится в статье на официальном сайте NIST.

Команда NIST использовала микроволновые импульсы, чтобы спровоцировать два крошечных алюминиевых барабана квантовой версией линди-хопа. Исследователи проанализировали радиолокационные сигналы, чтобы убедиться, что шаги двух барабанов образуют некий узор — дуэт, который был бы невозможен в повседневном классическом мире.

Квантовая механика изначально задумывалась как свод правил для света и материи на атомных масштабах. Однако в последние годы исследователи показали, что те же правила могут применяться ко все более крупным объектам — таким, как барабаны. Их возвратно-поступательное движение делает их типом системы, известной как механический осциллятор. Впервые такие системы появились в NIST около десяти лет назад, и в этом случае механическими элементами были отдельные атомы.

С тех пор исследовательская группа Teufel демонстрирует квантовый контроль над барабанными алюминиевыми мембранами, подвешенными над сапфировыми матами. По квантовым стандартам барабаны NIST массивные, шириной 20 микрометров, длиной 14 микрометров и толщиной 100 нанометров. Каждый из них весит около 70 пикограмм, что соответствует примерно 1 трлн атомов.

Исследователи NIST запутали удары этих двух механических барабанов — крошечных алюминиевых мембран, каждая из которых состоит примерно из 1 триллиона атомов — и точно измерили их связанные квантовые свойства. Подобные запутанные пары, массивные по квантовым стандартам, смогут когда-нибудь выполнять вычисления и передавать данные в крупномасштабных квантовых сетях

Барабанная установка NIST подключена к электрической цепи и помещена в криогенно охлаждаемую полость. Когда применяется микроволновый импульс, электрическая система взаимодействует с барабанами и контролирует их работу, а они могут поддерживать такие квантовые состояния, как запутывание в течение примерно миллисекунды — долгое время в квантовом мире.

Для экспериментов исследователи применили 2 одновременных микроволновых импульса для охлаждения барабанов, еще 2 импульса для запутывания барабанов и 2 — для усиления и записи сигналов, представляющих квантовые состояния двух барабанов. Состояния кодируются в отраженном микроволновом поле, подобно радару. Исследователи сравнили отражения с исходным микроволновым импульсом, чтобы определить положение и импульс каждого барабана.

Чтобы охладить барабаны, исследователи применили импульсы с частотой ниже собственных колебаний полости. Как и в эксперименте 2011 года, барабанные дроби преобразовывали приложенные фотоны в более высокую частоту резонатора. Эти фотоны просачивались из полости по мере ее заполнения. Каждый уходящий фотон забирал с собой одну механическую единицу энергии (один фонон или один квант) от движения барабана. Это позволило избавиться от большей части движения барабана, связанного с нагревом.

Для запутывания фононных пар решающее значение имела длительность импульсов. Исследователи обнаружили, что микроволновые импульсы должны длиться более 4 микросекунд, в идеале 16,8 микросекунд. По словам ученых, за это время сцепление становится сильнее, и движение каждого барабана увеличивается из-за движения в унисон.

Исследователи искали закономерности в возвращаемых сигналах или данных радара. Нанесение результатов на график выявило необычные закономерности, свидетельствующие о запутанности барабанов. Чтобы быть уверенным, исследователи провели эксперимент 10 тысяч раз и применили статистический тест для расчета корреляции между различными наборами результатов, такими как положение двух барабанов.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные новости

Новый мировой рекорд установила российская пара Мишина и Галлямов

В Таллине российская спортивная пара Анастасия Мишина и Александр Галлямов установила новый мировой рекорд набрав наибольшее количество баллов в короткой программе на чемпионате Европы...

Журналисты итальянского телеканала Rai 1 прибыли в ЛНР для съемок

Журналисты из Италии приехали в Луганскую народную республику для работы, сообщила журналистам представитель республики Ольга Кобцева, пишет РИА Новости. Съемочная группа своими глазами увидела пропускные...

Фигуристки из России заняли пьедестал на чемпионате Европы

На дебютном чемпионате Европы фигуристка Камилла Валиева получила золото, прекрасно себя проявив в одиночном женском катании. Сообщает РИА Новости. Чемпионат проходил в Таллине и по...

В Мали прошёл многотысячный митинг в поддержку России

Огромное количество граждан Мали вышли на митинг в поддержку России, сообщает РИА Новости. Такого рода акция прошла в Мали впервые, митингующие вышли с плакатами, были...

Ответ президента Украины на петицию о воинском учёте для женщин

В ответ на петицию, размещенную на сайте офиса главы государства Украины, Владимир Зеленский обратился к министру обороны Алексею Резникову с просьбой сократить список профессий,...

Энергокомпании заявили, что российскому газу практически нет альтернативы

Госдепартаменту США заявили, о том, что в случае срыва поставок газа из России ему практически нет замены. Сообщает Рейтер со ссылкой на американских чиновников,...

Глава МВД ФРГ не исключает возможную блокировку Telegram в Германии

Глава министерства внутренних дел Германии Нэнси Фезер не исключила возможное отключение мессенджера Telegram в стране. Фезер уточнила, что Telegram попадает под установленные нормы немецкого закона...

В следствии беспорядков Казахстан пострадал на 16 миллиардов долларов

По словам Радченко, при негативном раскладе и при условии возвращения республики Казахстан к прежнему образу жизни в конце первого квартала текущего года, будет затронуто...