Preciso mix di luci e suoni

Scienziati di un gruppo di ricerca polacco-tedesco dell'Università tecnica di Breslavia, le università di Augusta e Münster e Monaco di Baviera sono riusciti a creare nanoscala onde sonore con Quanta leggeri mescolare. Per la loro ricerca, i cui risultati sono stati appena pubblicati sulla rinomata rivista specializzata Optica sono stati pubblicati, hanno utilizzato un atomo artificiale che converte le oscillazioni delle onde sonore in quanti di luce individuali con una precisione senza precedenti. Fotoni - converte.

Onde luminose e sonore costituiscono la base delle moderne tecnologie di comunicazione. La luce viene utilizzata per trasmettere dati sulla rete globale in fibra ottica. E i dispositivi che utilizzano le onde sonore vengono utilizzati per la comunicazione wireless tra router, tablet o smartphone. Queste due tecnologie chiave devono ora essere adattate alla prossima era della comunicazione quantistica. Le cosiddette tecnologie quantistiche ibride sono la chiave qui.

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Le tecnologie quantistiche ibride combinano luce e suono

Ne combinano di diversi Sistemi quantisticisfruttando i vantaggi unici di ogni sistema spingendone i limiti. Sono in questa zona Vibrazioni del reticolo cristallino particolarmente promettente, spiega il prof. Hubert Krenner, che dirige la ricerca presso l'Università di Augusta. Aggiunge che i fononi, come i fisici, lo fanno Vibrazioni letteralmente allungare e comprimere ogni oggetto incorporato nel cristallo e quindi cambiare le sue proprietà fisiche.

Nella loro ricerca, gli scienziati usano onde acustiche di superficie su scala nanometrica, che sono un singolo atomo artificiale, un cosiddetto Punto quanticoNelle nostre simulazioni, siamo stati in grado di riprodurre quasi perfettamente gli spettri misurati ad Augusta incorporando onde sonore su nanoscala nel nostro modello, come se fosse un raggio laser fononico. I risultati presentati sono una pietra miliare nello sviluppo dell'ibrido Tecnologie quantistiche, perché un punto quantico invia singoli quanti di luce, i cosiddetti Fotoni, che sono sincronizzati con precisione da un'onda sonora ", afferma felicemente il dottor Daniel Wigger, che in qualità di membro NAWA-ULAM presso l'Università di Münster e l'Università Tecnica di Breslavia studia l'accoppiamento tra punti quantici e fononi.

Dott. Matthias Weiß, invece, che ha conseguito il dottorato presso l'Istituto di fisica di Augusta, aggiunge che è affascinante che le linee spettrali del Punti quantici sono così estremamente nitide. Quindi abbiamo potuto osservare come la bassa energia di un singolo fonone riduce il Linea spettrale di un punto quantico, spiega il dott. Matthias White.

Porzioni minime di energia

Il team di ricerca ha compiuto un altro importante passo avanti. Gli scienziati hanno usato un secondo Onda sonora con un altro Frequenz. Nuove linee spettrali apparvero nello spettro del punto quantico, che corrispondono alla somma o alla differenza delle frequenze delle due onde sonore. Il Prof. Hubert Krenner osserva che questo fenomeno è noto da decenni come miscelazione delle onde nell'ottica.

I puntatori laser utilizzano questo processo per generare luce verde. Ci sono laser nel nostro lavoro onde sonorecon cui siamo Quanta leggeri mix, dice il Prof. Hubert Krenner, che trova la precisione di questo fenomeno mozzafiato.

Dott. Matthias Weiß aggiunge che gli scienziati quando hanno impostato la frequenza di uno dei due onde sonore modificato di un trilionesimo, ha osservato che lo spettro oscilla come previsto con un periodo di circa mezza giornata. Il punto quantico stesso rappresenta il cosiddetto qubit rappresenta, un'unità fondamentale nell'informatica quantistica.

Dott. Nel frattempo, Daniel Wigger sottolinea che i ricercatori stanno utilizzando il file Punto quantico nel modello come qubit che è modulato da un'onda sonora. Inoltre, non dovevano formulare ipotesi. I ricercatori ritengono che l'eccezionale accordo tra calcoli e risultati sperimentali dimostri che il loro modello molto generale descrive accuratamente tutte le proprietà chiave. Dovrebbe quindi valere anche per molti altri Implementazioni di Qubit essere applicabile.

Pubblicato in Optica