新的量子探测器可以测量超导电路中最小的能量

时间:2020-01-29 19:18 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

新的量子探测器可以测量超导电路中最小的能量

一种新的设备可以测量超导电路中最小的能量,这是量子技术的关键一步。

量子物理学正在走出实验室,进入我们的日常生活。尽管量子计算机解决了经典计算机不可能解决的问题,但在将量子物理学引入现实世界的道路上,技术上的挑战仍然存在。阿尔托大学和隆德大学的研究小组在《自然通讯》杂志上发表的一项新研究希望为这一探索提供一个重要的工具。

量子研究中一个悬而未决的问题是热和热力学如何与量子物理学共存。本研究领域:量子热力学。尤卡·佩科拉教授是芬兰科学院高教基金会卓越中心的负责人,他在自己的职业生涯中一直致力于这一领域的研究。“这个领域到目前为止一直由理论主导,直到现在才开始出现重要的实验,”Pekola教授说。他的研究小组已经着手创建量子热力学纳米器件,可以通过实验解决悬而未决的问题。

量子态本;就像驱动量子计算机的量子位一样与它们周围的世界相互作用,这些相互作用就是量子热力学所处理的。测量这些系统需要检测能量变化,因为能量变化非常小,很难从背景波动中分辨出来,就像只用温度计来测量你所在的房间里是否有人吹灭了蜡烛。另一个问题是,当你测量它们时,量子态会改变,仅仅因为你测量了它们。这就像把温度计放在一杯冷水中,让水开始沸腾。该团队必须制造出一种温度计,能够测量非常微小的变化,而不会干扰他们计划测量的任何量子态。

博士生Bayan Karimi在QTF和居里夫人培训网络QuESTech工作。她的设备是量热计,用来测量一个系统中的热量。它用的是一根比人的头发还要细一千倍的铜条。“我们的探测器从量子态吸收辐射。它将决定它们有多少能量以及它们如何与周围环境相互作用。量热计的准确度在理论上是有限度的,而我们的装置现在正达到这个限度。卡里米说。

达到量子探测器的最终能量分辨率;Bayan Karimi, Fredrik Brange, Peter Samuelsson和Jukka P. Pekola, 2020年1月17日,《自然通讯》。

DOI: 10.1038 / s41467 - 019 - 14247 - 2

这项工作的实验部分已经在芬兰的OtaNano国家微、纳米和量子技术研究基础设施中完成。除了Pekola和Karimi,该团队还包括来自隆德大学的Fredrik Brange博士和Peter Samuelsson教授。这项研究于2020年1月7日发表在《自然通讯》杂志上。

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