物理学家创造量子麦克风来统计声音粒子数量

2019年07月26日 04:22 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

斯坦福大学的物理学家们发明了一种称为“量子麦克风”的装置,这种装置的灵敏度足以测量被称为声子的单个声音粒子。科学家们说,新设备将允许未来量子机器使用新型的量子传感器、传感器和存储设备。

声子是1907年爱因斯坦首次提出的一种物质,它是由抖动的原子发出的一包振动能量的名称。这些振动能量根据其频率表现为声音或热量。声子具有受限于离散值的振动能量。机械系统的能量可以用不同的“fock”状态表示为0、1、2等,这取决于它产生的声子数。斯坦福大学的研究小组发明了世界上最灵敏的麦克风,它使用量子原理来拾取原子的低语。它通过测量Fock状态并因此测量声子的数量来实现。

科学家们知道1 Fock状态有一个声子,2个Fock状态有两个,依此类推。量子麦克风由一个超冷的纳米机械谐振器组成,它非常小,只有通过电子显微镜才能看到。谐振器被耦合到一个超导电路上,该电路包含无电阻运动的电子对。该电路形成量子比特,可以同时存在于两个状态并且具有固有频率。谐振器引入的缺陷形成周期性结构,其作用类似于声音的反射镜并且在结构的中间捕获声子。该团队表示,掌握精确生成和检测声子的能力可以为新的机械设备铺平道路,这些设备可以存储和检索编码为声音粒子的信息。该系统还可以在光学和机械信号之间无缝转换。

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