中国科技报 2024年12月30日
[国 际] 六个机械振荡器实现集体量子态
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瑞士洛桑联邦理工学院的研究团队成功使六个机械振荡器集体进入量子状态,这项突破为构建大规模量子系统奠定了基础。研究人员利用边带冷却技术将振荡器的能量降低至量子基态,通过激光照射并精确调整频率,使其与振荡器系统相互作用并“偷走”能量,减少了热振动,使系统接近静止。同时,通过增强微波腔和振荡器之间的耦合,使振荡器系统从“各行其是”转变为“步调一致”。此项研究为探索量子态开辟了新路径,并有望推动量子传感技术的发展。

🔬 机械振荡器在量子研究中扮演重要角色,通过与光子耦合,可被冷却至量子基态,这对于开发量子计算和传感设备至关重要。

✨ 研究团队采用边带冷却技术,利用激光照射并精确调整频率,使激光与振荡器系统相互作用,从而降低了振荡器的能量,使其达到量子基态。

🤝 通过增加微波腔和振荡器之间的耦合,研究团队成功地使多个振荡器从各自独立运动转变为集体同步运动,展示了量子运动可以跨越多个物体。

6个机械振荡器被用于研究量子集体现象。 图片来源:瑞士洛桑联邦理工学院

    科技日报讯 (记者刘霞)在一项最新研究中,瑞士洛桑联邦理工学院研究团队成功让6个机械振荡器集体处于量子状态。这项研究标志着量子技术向前迈出重要一步,为构建大规模量子系统奠定了基础。相关论文发表于新一期《科学》杂志。

    机械振荡器广泛应用在石英手表、手机和电信行业使用的激光器内,近年来更是成为量子研究领域的“宠儿”。通过将机械振荡器与光子耦合,科学家能够将其冷却到量子基态,即量子力学所允许的最低能态。

    团队表示,在量子水平控制机械振荡器,对于开发超精确的量子计算和传感设备至关重要。然而,目前该领域大多数研究聚焦于单个振荡器,精准控制其集体行为极具挑战性。

    在最新研究中,团队使用了边带冷却技术,将振荡器的能量降低到量子基态。他们利用激光照射振荡器,并通过精确调整激光频率,使其略低于振荡器的固有频率,从而实现了边带冷却。

    在这一过程中,激光与振荡器系统以独特方式相互作用,“偷走”其能量。这对于观察微妙的量子效应至关重要,因为它减少了热振动,使系统接近静止状态。同时,通过增加微波腔和振荡器之间的耦合,振荡器系统从“各行其是”转变为“步调一致”。

    团队强调,量子运动通常仅限于单个物体,但在最新实验中,它跨越了整个振荡器系统。最新研究为探索量子态开辟了新的可能性,也有望促进量子传感技术的发展。

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