光と音の正確なミックス

ヴロツワフ工科大学、アウグスブルク大学、ミュンスター大学、ミュンヘンのポーランドとドイツの研究チームの科学者は、ナノスケールの作成に成功しました。 音波 マサチューセッツ工科大学（MIT） 軽い量子 混ぜる。 彼らの研究のために、その結​​果は有名な専門誌に掲載されたばかりです オプティカ 発表された彼らは、音波の振動を前例のない精度で個々の光量子に変換する人工原子を使用しました。 フォトン -変換します。

光と音波 現代の通信技術の基礎を形成します。 光は、グローバル光ファイバーネットワークを介してデータを送信するために使用されます。 また、音波を利用する機器は、ルーター、タブレット、スマートフォン間の無線通信に利用されています。 これらのXNUMXつの重要なテクノロジーは、量子通信の次の時代に適応する必要があります。 ここでは、いわゆるハイブリッド量子技術が鍵となります。

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ハイブリッド量子技術は光と音を組み合わせる

彼らは異なるものを組み合わせる 量子システム限界を押し広げながら、各システムの独自の利点を活用することによって。 このエリアにいます 結晶格子振動 特に有望であると、アウグスブルク大学で研究を率いるヒューバート・クレナー教授は説明します。 彼は、物理学者のように、フォノンがこれを行うと付け加えた 振動 結晶に埋め込まれたすべてのオブジェクトを文字通り伸縮させて、その物理的特性を変更します。

彼らの研究では、科学者はナノメートルスケールの弾性表面波を使用しています。これは単一の人工原子、いわゆる 量子ドットシミュレーションでは、フォノンレーザービームのようにナノスケールの音波をモデルに組み込むことで、アウグスブルクで測定されたスペクトルをほぼ完全に再現することができました。 提示された結果は、ハイブリッド開発のマイルストーンです。 量子技術、量子ドットは個々の光量子を送るので、いわゆる フォトンは、音波によって正確にタイミングが調整されます」と、ミュンスター大学とヴロツワフ工科大学のNAWA-ULAMフェローとして量子ドットとフォノンの結合を調査しているDanielWigger博士は言います。

博士一方、アウグスブルクの物理学研究所で博士号を取得したMatthiasWeißは、 量子ドット とても鋭いです。 したがって、単一のフォノンの低エネルギーがどのように スペクトル線 量子ドットの、博士は説明します。 マティアスホワイト。

エネルギーのごく一部

研究チームはもうXNUMXつの重要な一歩を踏み出しました。 科学者は秒を使用しました 音波 他のと 周波数。 量子ドットのスペクトルに新しいスペクトル線が現れました。これは、XNUMXつの音波の周波数の合計または差に対応します。 ヒューバート・クレナー教授は、この現象は何十年にもわたって光学における波混合として知られていると述べています。

レーザーポインターは、このプロセスを使用して緑色の光を生成します。 私たちの仕事にはレーザーがあります 音波私たちが一緒にいること 軽い量子 ミックスは、この現象の精度を息をのむように感じるヒューバート・クレナー教授は言います。

博士MatthiasWeißは、科学者がXNUMXつのうちのXNUMXつの周波数を設定したときに付け加えます 音波 兆分のXNUMX変化し、スペクトルが約半日の周期で予測どおりに振動することを観察しました。 量子ドット自体は、いわゆる キュービット は、量子コンピューティングの基本単位を表します。

博士一方、ダニエル・ウィガーは、研究者が 量子ドット モデルでは キュービット それは音波によって変調されます。 さらに、彼らはいかなる仮定もする必要はありませんでした。 研究者たちは、計算と実験結果の間の例外的な一致は、彼らの非常に一般的なモデルがすべての重要な特性を正確に記述していることを証明していると信じています。 したがって、他の多くの人にも適用する必要があります Qubitの実装 該当する。

に発表されました オプティカ