| cyqdesign |
2018-11-23 22:19 |
科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)量子控制 為量子傳感器開(kāi)辟新途徑
在過(guò)去的十年里，科學(xué)家們?cè)诮⒑涂刂苹诹孔恿W(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。 !, sQB_09C
cnDF`7xrT
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)。 h ?fp(
E{\T?dk1$
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。 d6zq,x!cI
gQeoCBCE
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。 n<eK\ w
oHF ,k
“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。 a4]=4[(iu>
& Gm3
“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�！� 1C/Vwf:@
gRw? <U^
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。 :#UA!| nV
=`!# V/=
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)�！� fAR 6
~F;>4 q
“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。” f J%A_N}
qg*xdefQ%
“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�！� Ng*O/g`%L
~! e(e2
(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。) hy3?.
awLSY: JI
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。 mhNgXp)_56
*N](Xtbj
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。 TUQe.oAi
~`0=-Qkd
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。 @D d
| |