巴塞尔大学 一圈激光连接着纳米机械薄膜的振动和原子云的旋转
学分:巴塞尔大学物理系 研究人员第一次成功地在很远的距离上创造了量子系统之间的强耦合
他们用一种新颖的方法实现了这一点，在这种方法中，激光回路连接了系统，实现了几乎无损的信息交换和它们之间的强相互作用
在《科学》杂志上，来自巴塞尔大学和汉诺威大学的物理学家报告说，新方法在量子网络和量子传感器技术中开辟了新的可能性
量子技术是目前世界上最活跃的研究领域之一
它利用原子、光或纳米结构的量子力学状态的特殊性质来开发，例如，用于医学和导航的新型传感器、用于信息处理的网络和用于材料科学的强大模拟器
产生这些量子态通常需要相关系统之间的强相互作用，例如几个原子或纳米结构之间的相互作用
然而，直到现在，足够强的相互作用仅限于短距离
通常，两个系统必须在低温下彼此靠近地放置在同一个芯片上，或者放置在同一个真空室中，在那里它们通过静电力或静磁力相互作用
然而，在许多应用中，如量子网络或某些类型的传感器，需要在更大的距离上耦合它们
由来自巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所(SNI)的菲利普·特罗伊特莱因教授领导的一个物理学家团队，现在首次成功地在室温环境下，在更远距离的两个系统之间建立了强耦合
在他们的实验中，研究人员使用激光将100纳米薄膜的振动与一米远的原子自旋运动耦合起来
结果，膜的每一次振动都会使原子旋转运动，反之亦然
一圈光就像一个机械弹簧 这个实验是基于一个概念，这个概念是研究人员和汉诺威大学的理论物理学家克莱门斯·哈姆雷尔教授共同开发的
它包括在系统之间来回发送一束激光
“然后，光的行为就像原子和膜之间伸展的机械弹簧，并在两者之间传递力，”博士解释说
托马斯·卡尔格在巴塞尔大学进行了实验，这是他博士论文的一部分
在这个激光回路中，可以控制光的属性，使得关于两个系统的运动的信息不会丢失给环境，从而确保量子机械相互作用不受干扰
研究人员现在已经第一次成功地在实验中实现了这个概念，并在一系列实验中使用了它
“量子系统与光的耦合是非常灵活和通用的，”特雷诺解释道
“例如，我们可以控制系统之间的激光束，这使得我们能够产生对量子传感器有用的不同类型的相互作用
" 量子技术的新工具 除了将原子与纳米机械膜耦合之外，这种新方法还可以用于其他几个系统；例如，当耦合量子计算研究中使用的超导量子比特或固态自旋系统时
光介导耦合的新技术可以用来连接这样的系统，为信息处理和模拟创造量子网络
特雷诺确信:“对于我们的量子技术工具箱来说，这是一个新的、非常有用的工具
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
