Ученые разработали механическую систему, состоящую из крошечной эхо-камеры для звуковых волн и квантовой электросхемы, которая обеспечивает взаимосвязь и контроль. Технологию можно использовать для создания новых типов датчиков, связи и хранения информации.
Все предыдущие исследования, связанные с субатомными частицами, сталкивались с тем, что квантовые системы плохо сочетаются с механическими, которые лежат в основе большинства современных технологий. Ученым из Института молекулярной инженерии Чикагского университета и Аргоннской национальной лаборатории удалось добиться устойчивого взаимодействия между ними и обеспечить возможность управления.
Интеграция этих двух систем позволяет создавать невероятно точные квантовые датчики, способные обнаружить мельчайшие колебания отдельных атомов. Изначально исследователи работали над подключением квантовых электросхем к устройству, которое генерирует акустические волны, движущиеся по поверхности твердого материала, аналогично водной ряби. Ключевым прорывом стало независимое создание двух систем из различных материалов и последующее их успешное объединение.
Для работы обеих элементов требуется поддержание температуры близкой к абсолютному нулю. Однако, несмотря на это, ученые взволнованы открывающимися перспективами. Разработка создает основу для проведения экспериментов с акустикой в квантовом мире. Помимо того, что существует ряд фундаментальных вопросов о поведении звука на субатомном уровне, технология позволяет разрабатывать новые способы хранения квантовой информации или коммуникационные системы, обеспечивающие связь на любом расстоянии.
Схемы также позволяют преобразовывать данные в оптические сигналы. По словам разработчиков, квантовые датчики смогут найти применение в различных устройствах: от приборов для обнаружения гравитационных волн около черных дыр, до радиоприемников и мобильных телефонов.
Ранее мы также писали о разработке нового способа хранения квантовой информации, закодированной в импульсы света.