Точное сочетание света и звука
Ученые из польско-немецкой исследовательской группы из Технического университета Вроцлава, университетов Аугсбурга и Мюнстера, а также Мюнхена преуспели в создании наноразмеров. звуковые волны с Кванты света смешивать. За свои исследования, результаты которых только что опубликованы в известном специализированном журнале. Оптика были опубликованы, они использовали искусственный атом, который с беспрецедентной точностью преобразует колебания звуковой волны в отдельные кванты света. Фотоны - обращает.
Световые и звуковые волны составляют основу современных коммуникационных технологий. Свет используется для передачи данных по глобальной оптоволоконной сети. А устройства, использующие звуковые волны, используются для беспроводной связи между маршрутизаторами, планшетами или смартфонами. Эти две ключевые технологии должны быть адаптированы к наступающей эпохе квантовой связи. Ключевым моментом здесь являются так называемые гибридные квантовые технологии.
Источник изображения: Pixabay
Гибридные квантовые технологии сочетают свет и звук
Они сочетают разные Квантовые системыиспользуя уникальные преимущества каждой системы, расширяя ее пределы. Находятся в этой области Колебания кристаллической решетки особенно многообещающе, - объясняет профессор Хуберт Креннер, возглавляющий исследования в Аугсбургском университете. Он добавляет, что фононы, как и физики, делают это Вибрации буквально растягивать и сжимать каждый объект, внедренный в кристалл, и таким образом изменять его физические свойства.
В своих исследованиях ученые используют поверхностные акустические волны нанометрового масштаба, которые представляют собой единый искусственный атом, так называемый Квантовая точкаВ наших симуляциях мы смогли почти идеально воспроизвести спектры, измеренные в Аугсбурге, путем включения в нашу модель звуковых волн наномасштабного масштаба, как если бы это был пучок фононного лазера. Представленные результаты являются важной вехой в развитии гибридных Квантовые технологии, потому что квантовая точка посылает отдельные кванты света, так называемые Фотоны«которые точно синхронизируются звуковой волной», - радостно говорит д-р Даниэль Виггер, который в качестве научного сотрудника NAWA-ULAM в Университете Мюнстера и Техническом университете Вроцлава изучает связь между квантовыми точками и фононами.
Доктор С другой стороны, Маттиас Вайс, защитивший докторскую диссертацию в Институте физики в Аугсбурге, добавляет, что удивительно, что спектральные линии Квантовые точки такие резкие. Таким образом, мы могли наблюдать, как низкая энергия одного фонона уменьшает Спектральная линия квантовой точки, объясняет д-р. Матиас Уайт.
Наименьшие порции энергии
Исследовательская группа сделала еще один важный шаг вперед. Ученые использовали второй Звуковая волна с другим Частота. В спектре квантовой точки появились новые спектральные линии, которые соответствуют сумме или разности частот двух звуковых волн. Профессор Хьюберт Креннер отмечает, что это явление на протяжении десятилетий было известно в оптике как перемешивание волн.
Лазерные указки используют этот процесс для получения зеленого света. В нашей работе есть лазеры звуковые волнычто мы с Кванты света mix, - говорит профессор Хуберт Креннер, который находит точность этого явления захватывающей.
Доктор Маттиас Вайс добавляет, что когда ученые устанавливают частоту одного из двух звуковые волны изменился на триллионную, заметил, что спектр колеблется, как и предсказывалось, с периодом примерно полдня. Сама квантовая точка представляет собой так называемый Кубит представляет собой фундаментальную единицу квантовых вычислений.
Доктор Дэниел Виггер, тем временем, указывает, что исследователи Квантовая точка в модели как Кубит который модулируется звуковой волной. Кроме того, им не нужно было делать никаких предположений. Исследователи считают, что исключительное согласие между расчетами и экспериментальными результатами доказывает, что их очень общая модель точно описывает все ключевые свойства. Следовательно, это также должно относиться ко многим другим Реализации кубита быть применимыми.
Опубликовано в Оптика