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물리학 자들이 개별 사운드 입자를 측정 할 수있는 "양자 마이크"개발

물리학 자들이 개별 사운드 입자를 측정 할 수있는

포논 (phonon)으로 알려진 소리 입자는 원자가 방출하는 진동 에너지 패킷입니다. 주파수에 따라 소리 또는 열로 나타납니다.

빛의 양자 운반자 인 광자와 마찬가지로 포논은 양자화됩니다. 그들의 파동 에너지는 별개의 값을 가지고 있습니다.

관련 : 과학자들은 중력을 무너 뜨리기 위해 소리와 함께 입자를 레벨 업합니다.

포논 상태 측정 불가능

그러나 지금까지 포논 상태를 측정하는 것은 불가능했습니다. 이는 상태 간의 에너지 차이가 ​​엄청나게 작기 때문입니다. 그 모든 것이 변경되었을 수 있습니다.

스탠포드의 물리학 자들은 포논을 측정 할 수있는 "양자 마이크로폰"을 개발했습니다. 이 장치는 빛이 아닌 소리를 조작하여 작동하는 양자 컴퓨터를 도입하여 더 작고 효율적으로 만드는 것을 볼 수 있습니다.

스탠포드 인문 과학 대학의 응용 물리학 조교수 인 연구 책임자 인 Amir Safavi-Naeini는“이 장치가 미래의 양자 기계를위한 새로운 유형의 양자 센서, 변환기 및 저장 장치를 허용 할 것으로 기대한다.

이 장치는 "세계에서 가장 민감한 마이크로폰"으로 불리며 Fock 상태 및 포논 수를 측정 할 수있는 발명품으로 구성됩니다. Fock 상태는 기계 시스템의 에너지를 나타냅니다.

이러한 상태는 생성하는 포논 수에 따라 표현됩니다. 예를 들어, "1 Fock 상태"는 특정 에너지의 하나의 포논으로 구성됩니다. Fock 상태가 높을수록 소리가 커집니다.

"양자 역학은 우리에게 위치와 운동량을 정확하게 알 수 없다고 말하지만, 에너지에 대해서는 그런 말을하지 않는다"고 Safavi-Naeini는 말했다. "에너지는 무한한 정밀도로 알 수 있습니다."

물리학 자들은 저항없이 이동하는 전자쌍을 포함하는 초전도 회로와 결합 된 과냉각 나노 기계 공진기로 만든 양자 마이크를 고안했습니다. 회로는 전자적으로 읽을 수있는 양자 비트를 형성합니다.

새로운 종류의 장치

포논을 생성하고 감지하는 능력을 습득하면 빛 대신 소리의 입자로 인코딩 된 정보를 저장하고 검색 할 수있는 새로운 종류의 장치로 이어질 수 있기 때문에 이것은 흥미로운 일입니다. 포논은 조작하기 쉽고 가벼운 입자보다 파장이 훨씬 작기 때문에 이러한 장치는 광자를 사용하는 양자 기계보다 더 작고 효율적입니다.

Safavi-Naeini는 "현재 사람들은 이러한 상태를 인코딩하기 위해 광자를 사용하고 있습니다. 우리는 많은 이점을 제공하는 포논을 사용하고자합니다."라고 말했습니다. "우리 장치는 '기계적 양자 기계'컴퓨터를 만드는 데 중요한 단계입니다."

이 장치는 저널의 연구에 자세히 설명되어 있습니다.자연.


비디오보기: 양자컴퓨터와 비트코인 (칠월 2021).