שילוב מדויק של אור וקול

מדענים מצוות מחקר פולני-גרמני מהאוניברסיטה הטכנית בוורוצלב, האוניברסיטאות אוגסבורג ומינסטר וכן מינכן הצליחו ליצור ננומטרים. גלי קול עם קוונטיות קלות לערבב. לצורך מחקרם, שתוצאותיו פורסמו זה עתה בכתב העת המומחה הנודע אופטיקה פורסמו, הם השתמשו באטום מלאכותי הממיר את תנודות גלי הקול לכמויות אור בודדות בדיוק חסר תקדים. פוטונים - חוזר בתשובה.

גלי אור וקול מהווים בסיס לטכנולוגיות תקשורת מודרניות. אור משמש להעברת נתונים ברשת הסיבים האופטיים העולמית. ומכשירים המשתמשים בגלי קול משמשים לתקשורת אלחוטית בין נתבים, טאבלטים או סמארטפונים. כעת יש להתאים את שתי הטכנולוגיות המרכזיות הללו לעידן הקרוב של התקשורת הקוונטית. מה שמכונה טכנולוגיות קוונטיות היברידיות הן המפתח כאן.

מקור תמונה: Pixabay

טכנולוגיות קוונטיות היברידיות משלבות אור וצליל

הם משלבים שונים מערכות קוונטיותעל ידי ניצול היתרונות הייחודיים של כל מערכת תוך דחיפת גבולותיה. נמצאים באזור זה תנודות סריג קריסטל מבטיח במיוחד, מסביר פרופ 'הוברט קרנר, העומד בראש המחקר באוניברסיטת אוגסבורג. הוא מוסיף כי פונונים, כמו פיזיקאים, עושים זאת רטט ממש למתוח ולדחוס כל אובייקט המוטבע בגביש ובכך לשנות את תכונותיו הפיזיקליות.

במחקרם, המדענים משתמשים בגלים אקוסטיים עיליים בסולם הננומטר, שהם אטום מלאכותי יחיד, מה שמכונה נקודה קוונטיתבסימולציות שלנו הצלחנו לשחזר את הספקטרום שנמדד באוגסבורג כמעט בצורה מושלמת על ידי שילוב גלי קול ננומטריים במודל שלנו, כאילו מדובר בקרן לייזר פונונית. התוצאות שהוצגו הן אבן דרך בהתפתחות ההיברידית טכנולוגיות קוונטיות, כי נקודה קוונטית שולחת קוונטיות אור אינדיבידואליות, כביכול פוטונים, שמתוזמנים במדויק על ידי גל קול ", אומר ד"ר דניאל ויגר הנאה, אשר כעמית NAWA-ULAM באוניברסיטת מינסטר ובאוניברסיטה הטכנית בוורוצלב חוקר את הקשר בין נקודות קוונטיות לפונונים.

ד"ר. מתיאס וייס, לעומת זאת, שעשה את הדוקטורט במכון לפיזיקה באוגסבורג, מוסיף כי מרתק שקווי הספקטרום של נקודות קוונטיות כל כך חדים במיוחד. אז יכולנו לראות כיצד האנרגיה הנמוכה של פונון יחיד מפחיתה את קו ספקטרלי של נקודה קוונטית, מסביר ד"ר מתיאס ווייט.

חלקי אנרגיה קטנים ביותר

צוות המחקר עשה צעד חשוב נוסף קדימה. המדענים השתמשו בשנייה גל קול עם אחר תדירות. קווי ספקטרום חדשים הופיעו בספקטרום של הנקודה הקוונטית, התואמים לסכום או להבדל התדרים של שני גלי הקול. פרופ 'הוברט קרנר מציין כי תופעה זו ידועה כערבוב גלים באופטיקה מזה עשרות שנים.

מצביעי לייזר משתמשים בתהליך זה כדי ליצור אור ירוק. יש לייזרים בעבודה שלנו גלי קולשאנחנו איתם קוונטיות קלות לערבב, אומר פרופ 'הוברט קרנר, שמוצא את הדיוק בתופעה עוצרת נשימה.

ד"ר. מתיאס וייס מוסיף כי המדענים כאשר הם קבעו את התדירות של אחד מהשניים גלי קול השתנה על ידי טריליון, ציין כי הספקטרום מתנודד כפי שנחזה עם תקופה של כחצי יום. הנקודה הקוונטית עצמה מייצגת את מה שמכונה קוביט מייצג, יחידה בסיסית במחשוב קוונטי.

ד"ר. דניאל ויגר, בינתיים, מציין כי החוקרים נקודה קוונטית במודל כמו קוביט שמווסת על ידי גל קול. בנוסף, הם לא היו צריכים להניח הנחות כלשהן. החוקרים סבורים כי ההסכמה החריגה בין חישובים לתוצאות ניסויים מוכיחה כי המודל הכללי מאוד שלהם מתאר במדויק את כל המאפיינים העיקריים. לכן זה אמור לחול גם על רבים אחרים יישומים של קוביט להיות ישים.

פורסם ב אופטיקה