В последние десять лет учёные достигли значительного прогресса в создании квантовых состояний в механических системах. То, что казалось невозможным всего пятнадцать лет назад, стало реальностью. Современные исследования позволяют генерировать квантовые состояния в макроскопических механических объектах, открывая перед наукой и технологиями новые перспективы.
Одним из самых важных достижений является создание оптомеханических систем, в которых механические осцилляторы связываются с фотонами света. Эти системы позволяют охлаждать осцилляторы до их низшего энергетического уровня, близкого к квантовому пределу, а также уменьшать их вибрации и даже перепутывать их друг с другом. Эти достижения открыли новые возможности в квантовой сенсорике, компактном хранении данных в квантовых вычислениях, проведении фундаментальных тестов квантовой гравитации и даже в поиске тёмной материи.
Несмотря на успехи, достигнутые в технологиях, таких как сверхпроводящие кубиты и ионные ловушки, современные оптомеханические и электромеханические системы по-прежнему демонстрируют более высокие уровни декогеренции. Однако группа учёных из лаборатории Тобиаса Киппенберга в EPFL решила эту проблему, разработав оптомеханическую платформу на основе сверхпроводящих цепей, которая демонстрирует ультранизкую квантовую декогеренцию при сохранении высокой степени связи осцилляторов. Это достижение было недавно опубликовано в журнале Nature Physics.
Ключевым элементом прорыва стал «конденсатор с вакуумным зазором», представляющий собой вибрирующий элемент из тонкой алюминиевой плёнки, подвешенной над углублением в кремниевой подложке. Этот конденсатор служит не только вибрационным компонентом осциллятора, но и образует резонансный микроволновый контур. Используя новую нанофабрикационную технику, команда значительно снизила механические потери в резонаторе, что позволило достичь беспрецедентного уровня тепловой декогеренции — всего 20 Гц, что соответствует времени жизни квантового состояния в 7,7 миллисекунды. Это самый продолжительный показатель, когда-либо достигнутый в механических осцилляторах.
Эти впечатляющие достижения позволили учёным использовать технику оптомеханического охлаждения, что привело к достижению 93% точности квантового состояния в основном состоянии. Кроме того, команда смогла реализовать механическое сжатие ниже уровня нулевых колебаний движения, что позволило наблюдать эволюцию квантовых состояний в течение 2 миллисекунд благодаря исключительно низкому уровню чистого расщепления фазы, равному всего 0,09 Гц.
Обеспечьте себе и своим близким комфорт и безопасность, посетите наш интернет-магазин измерительного оборудования pribor-x.ru! Наши специалисты всегда готовы помочь вам с выбором и ответить на все ваши вопросы.
Свяжитесь с нами по почте sales@pribor-x.ru или по телефону 8-800-777-24-67.