在過(guò)去的十年里，科學(xué)家們?cè)诮�立和控制基�?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=量子',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_1">量子力學(xué)奇異規(guī)則的系統(tǒng)方面取得了巨大的進(jìn)步。量子力學(xué)描述了亞原子尺度上粒子的行為。 *.W![%Be  
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但是，一個(gè)挑戰(zhàn)是如何讓精密的量子系統(tǒng)更好地與機(jī)械系統(tǒng)——任何帶有運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)——合作，這是許多現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)。 AGS?<6W-  
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第一次，芝加哥大學(xué)分子工程研究所和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們建立了一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)——一個(gè)用于聲波的小“回音室”——通過(guò)連接到量子電路，可以在量子水平上進(jìn)行控制。 QTtcGU  
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11月21日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上的這一突破可能將量子技術(shù)的觸角延伸到新的量子傳感器、通信和存儲(chǔ)領(lǐng)域。 o}Dy\UfU  
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“讓這兩種技術(shù)相互交流是所有量子應(yīng)用的關(guān)鍵第一步，”首席研究作者安德魯·克萊蘭(Andrew Cleland)說(shuō)。他是約翰·a·麥克林(John a . MacLean)的分子工程創(chuàng)新與企業(yè)教授，也是阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory)的資深科學(xué)家。 NC@OmSR\0  
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“通過(guò)這種方法，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的量子控制，其水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以往的水平�！� vMj"%  

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克萊蘭說(shuō)，人們對(duì)集成量子和機(jī)械系統(tǒng)特別感興趣，以便制造出精確得令人難以置信的量子傳感器，能夠探測(cè)到最微小的振動(dòng)或與單個(gè)原子相互作用。 !W .ooy5(  
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他說(shuō):“許多探測(cè)物體的技術(shù)依賴于感知力和位移——也就是運(yùn)動(dòng)�！� f{k2sU*uBE  
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“這些傳感器在任何類型的應(yīng)用程序中都扮演著重要的角色，在這些應(yīng)用程序中，你試圖測(cè)量一些東西�！� 1i#M(u_  
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“而機(jī)械系統(tǒng)是最容易建立和最敏感的，所以長(zhǎng)期以來(lái)人們都對(duì)將它們帶到量子極限很感興趣�！� `NyvJt^<  
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(例如，機(jī)械傳感器是探測(cè)重力波系統(tǒng)的核心——重力波是時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪，它使我們能夠“看到”黑洞在宇宙中碰撞。) l;F3kA  
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克萊蘭的研究部分集中在量子電路上，他想把這些電路中的一個(gè)連接到一個(gè)產(chǎn)生表面聲波的裝置上。表面聲波是沿著一塊固體材料表面流動(dòng)的微小聲波，就像蕩漾在池塘表面的漣漪。 J=|fxR  
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這種現(xiàn)象在手機(jī)、車庫(kù)開(kāi)門(mén)器和收音機(jī)等日常設(shè)備中起著關(guān)鍵作用。 D~U4K-  
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一個(gè)關(guān)鍵的突破是在不同的材料上分別建立兩個(gè)系統(tǒng)，然后將它們連接在一起。這使得團(tuán)隊(duì)可以優(yōu)化每個(gè)組件，但仍然可以彼此通信。 (lTM^3 }  
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兩者都必須保持非常非常冷——僅僅比絕對(duì)零度高出萬(wàn)分之一度。 '-S^z"ZrI  
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科學(xué)家們很興奮，因?yàn)檫@給了他們一個(gè)在量子水平上實(shí)驗(yàn)聲音的平臺(tái)。 u])N^AY"sj  
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“這個(gè)特殊的結(jié)果為我們打開(kāi)了一扇門(mén)，讓我們可以用聲音做很多已經(jīng)能用光做的事情�！笨巳R蘭說(shuō)。 /\_0daUx  
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“聲音比光慢10萬(wàn)倍，這就給了你更多的時(shí)間去做事�！� bAGQ  
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“例如，如果你將量子信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中，它在聲音中存儲(chǔ)的時(shí)間要比在光中存儲(chǔ)的時(shí)間長(zhǎng)得多。” j
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他說(shuō)，關(guān)于聲波在量子領(lǐng)域的行為，還有許多根本沒(méi)有答案的問(wèn)題，而這個(gè)系統(tǒng)可以為科學(xué)家提供一個(gè)平臺(tái)來(lái)解決這些問(wèn)題。 w=e~ M  
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這項(xiàng)技術(shù)還能為量子“轉(zhuǎn)換器”指明方向，使量子通信可以跨越任何距離。 ZlUd^6|:3  

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克萊蘭團(tuán)隊(duì)研究的電子原子只能在極低的溫度下工作和交流;量子聲學(xué)可以使這些電路將量子信息轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)，然后在室溫下進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。 xQ-]Iw5  
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克萊蘭說(shuō)，聲波裝置有可能成為這種被稱為量子中繼器的系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 7=aF-;X3jj  
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耶魯大學(xué)的Robert Schoelkopf在同一版《自然》雜志上發(fā)表的另一項(xiàng)研究也報(bào)告了單聲子激發(fā)的產(chǎn)生。 .FtW$Y~y  
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作者說(shuō)，這兩項(xiàng)研究共同為存儲(chǔ)量子信息開(kāi)辟了一條新途徑。 {I&>`?7.  
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這些器件是在IME的普利茲克納米制造設(shè)備(Pritzker Nanofabrication Facility)中制造的。