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创建在声波上的新型量子计算机

发布时间:2023-08-22 09:19:13 所属栏目:动态 来源:
导读:我们点亮电灯,使整个空间明亮起来,我们正在体验光能量以光子的形式传输,这些光子是小的、离散的量子能量包。这些光子必须遵守量子力学的一些奇特的法则,例如,光子是不可分割的,但同时,光子可以同时出现在两个

我们点亮电灯,使整个空间明亮起来,我们正在体验光能量以光子的形式传输,这些光子是小的、离散的量子能量包。这些光子必须遵守量子力学的一些奇特的法则,例如,光子是不可分割的,但同时,光子可以同时出现在两个地方。

这项技术现在才开始发展,部分原因是由我在芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究小组进行的。我们正在通过将声子分裂并将它们纠缠在一起来探索声的基本量子性质。

我们小组对量子的基础研究可能有朝一日会让研究人员建立一种新型的量子计算机,称为机械量子计算机。

我们的团队决定探索当我们将一个声子引向一个分束器时会发生什么。由于声子是不可分割的,它不能被分裂。相反,在与分束器交互后,声子最终处于所谓的“叠加态”。在这种状态下,声子有些矛盾地既被反射又被传输,你有同样的可能性在任何状态下检测到声子。

结果显示,每个声子都会进入一个类似的叠加状态,一半被传输,一半被反射。但是,由于分束器的物理性质,如果我们精确地计时声子,它们将量子力学地相互干涉。

实际上,产生的是两个声子一起走和两个声子另一种走的叠加态——这两个声子因此在量子力学上被纠缠在一起。

在量子纠缠中,每个声子都处于反射和传输的叠加态,但两个声子被锁在一起。这意味着检测到接下来发生的一个类似的声子被同步地传输或反射事件会迫使另一个类似的声子至少部分地处于相同的状态。

所以,如果你检测,你总是会检测到两个声子,要么一起走,要么另一种走,从来不会有一个声子走每种方式。这种对光的效应,两个光子的叠加和干涉的组合,被称为洪-欧-曼德尔效应,是在1987年由首次预测和观察到它的三位物理学家命名的。现在,我的团队已经用声音证明了这种效应。在一个实验中,研究人员使用一个小型电子设备,通过发出高频声音来模拟人类的呼吸。

(编辑:银川站长网)

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