雷根斯堡大学 信用:安德里亚斯·胡特尔 雷根斯堡大学的物理学家已经将一种大分子——碳纳米管——的振动耦合到一个微波谐振腔中，创造了一个新颖的、高度小型化的光学机械系统
博士的团队
Andreas K
胡特尔通过使用电荷的量子化实现了这一点
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，它是由单个电子携带的，作为一种强大的放大机制
他们的发现发表在4月2日的《自然通讯》上
他们向结合完全不同的量子技术迈出了重要的一步
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电子自旋量子位和超导量子位
通常，将碳纳米管这样的大分子的运动与微波耦合是很困难的
为什么？因为工作在千兆赫频率的量子计算或腔量子电动力学设备中使用的电磁波长在毫米范围内
一种典型的纳米管器件，既可用于捕获已知量子态的电子，又可用作振动谐振器，其长度小于1微米，振动幅度低于1纳米
由于这种尺寸的不匹配，纳米管的运动不会对微波腔的电磁场产生太大的影响
由标准光学力学理论预测的耦合是最小的
然而，实现这种耦合并控制它，而不驱动纳米管到大的振动幅度，出于许多原因是一个有吸引力的想法
纳米管是一种优秀的弦谐振器，可以长时间储存能量；它的振动可以用来在根本不同的自由度之间转换量子信息
单俘获电子和超导微波电路都是量子计算架构的热门候选
荣誉:尼克拉斯·胡特纳、斯特凡·布林和安德烈亚斯·胡特尔 雷根斯堡实验作为一篇公开发表的文章表明，与简单的几何预测相比，振动和电磁场这两个系统之间的相互作用可以放大10000倍
这是通过使用所谓的量子电容来实现的:电流由离散的电子携带，这意味着对非常小的电容器(如纳米管)充电不是连续进行的，而是分步骤进行的
通过在阶梯状曲线上选择工作点，光机耦合是可控的，并且可以快速地接通和断开
“我们实现了一个所谓的分散耦合光学机械系统——一方面，由于机械反射镜的小型化和单电子效应，这是新颖和令人兴奋的，但另一方面，由于对更大(达到宏观尺度)的光学机械系统存在大量的理论和实验研究，这是众所周知的，”博士说
胡特尔目前在芬兰阿尔托大学进行研究
光学机械相互作用可用于冷却振动，以高度灵敏的方式检测振动，放大信号，甚至用于量子态的任意制备
我们的结果表明，在不久的将来可以实现对线状纳米管振动的量子控制
这使得它作为一种量子交换机非常有吸引力，结合了非常不同的量子现象
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