【量子客导读】

物理学家通过电荷量化的方式,将碳纳米管振动与微波成功耦合,实现了一种新颖且高度小型化的光机械系统,该成果使得将完全不同的量子技术组合到同一设备中这一目标向前迈进一大步,由于结合了不同的量子现象,由此而产生的量子交换机将具非凡吸引力。

 

当前,量子计算所用量子比特的物理实验方法包括离子阱、超导、拓扑等技术,但是,它们都采用单一的物理方法来实现。

近日,发表在《自然通讯》[1]上的一篇文章可能打破这一传统,该成果使得将完全不同的量子技术组合到同一设备中这一目标向前迈进一大步,如组合电子自旋量子比特和超导量子比特。

最新成果:迈向纳米量子交换机时代-量子客

众所周知,光机械相互作用可用于冷却振动,以高度灵敏的方式检测振动,放大信号甚至任意制备量子态。目前,已经存在大量关于较大(最大到宏观尺度)的光学机械系统理论和实验研究。

最新成果:迈向纳米量子交换机时代-量子客
(图片来源:AndreasHüttel)

近日,雷根斯堡大学的物理学家实现了一种新颖且高度小型化的光机械系统。该系统是通过使用电荷的量化(即由单个电子携带)作为强大的放大机制,使振动和电磁场这两个系统之间的相互作用放大10,000倍,将大分子碳纳米管的振动耦合到微波腔中来实现的。

最新成果:迈向纳米量子交换机时代-量子客
(图片来源:NiklasHüttner,Stefan Blien和AndreasHüttel)

纳米管是一种出色的弦谐振器,可以长时间存储能量。它的振动可用于在根本不同的自由度(Degrees of Freedom)之间转换量子信息。

该研究结果表明,在不久的将来将可以实现对弦状纳米管振动的量子控制。由于结合了不同的量子现象,这使得它作为一种量子交换机具有非凡的吸引力。

 


参考文献:

[1]DOI:10.1038 / s41467-020-15433-3

 

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作者 Lucy Li            编辑 Sakura