Впервые удалось зафиксировать квантовый скачок звука

Одна из главных сложностей заключалась в том, чтобы измерить состояние резонатора и одновременно не разрушить его хрупкое квантовое состояние.

Для этого исследователи соединили механический резонатор со сверхпроводящим кубитом. Это электрическая квантовая система, способная хранить информацию и выполнять роль детектора.

Кубит многократно проверял резонатор во время его двухмиллисекундной вибрации. Он определял, находится ли система на энергетическом уровне 1, соответствующем одному фонону, или на уровне 0. Так исследователи смогли зафиксировать отдельный квантовый скачок.

«Нам пришлось постоянно разрабатывать новые методы, чтобы создать этот чрезвычайно долгоживущий вибрирующий объект, а затем соединить его с кубитом — нашим небольшим электрическим детектором, — не повредив ни одну из подсистем», — рассказал один из авторов исследования.

Авторы считают, что технология может пригодиться в квантовых вычислениях. В некоторых квантовых системах скачок состояния означает возникновение ошибки. Если научиться точно определять момент такого перехода, это может помочь создавать более эффективные методы коррекции ошибок.

Устройство также может стать чувствительным инструментом для измерений. Исследователи уже изучают возможность использовать такую систему для обнаружения и идентификации белков внутри клеток.

В перспективе подобный контроль над звуком может найти применение и в обычной электронике.

«Это показывает, что мы можем чрезвычайно точно управлять звуком, а значит, устройства, использующие звук как основную технологию, могут стать значительно лучше», — отметил один из исследователей.

Физики продлили жизнь «квантовых атомов» в 20 раз и установили 3 мировых рекорда

Квантовый датчик для акселерометров и гироскопов сделали из нановолокна

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX