En el centro hay una imagen que muestra el oscilador mecánico que fue enfriado a su estado fundamental y luego excitado exitosamente por un solo quanta de energía. Representado arriba es la simulación de la forma del modo mecánico que se utiliza en el experimento. La imagen inferior muestra la impresión de un artista de una distribución cuasi probabilística del estado cuántico. Crédito:Moritz Forsch / TU Delft
(Phys.org) —Un equipo de investigadores de la Universidad de Viena en Austria y la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos ha desarrollado una técnica que utiliza fotones para controlar y medir fonones. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el equipo describe su técnica y sugiere que su trabajo podría haber sentado las bases hacia un método para almacenar información en una computadora cuántica.
Los fonones son ondas de partículas que se mueven juntas a través de un material, como las olas del océano, se propagan, dejando las partículas por las que se mueven en su estado original. Investigaciones anteriores han demostrado que los fonones tienen algunas características de comportamiento que se asemejan a partículas, por eso se han etiquetado como cuasipartículas, y también por qué han sido de interés en tantas investigaciones recientes. Los científicos están interesados en los fonones porque pueden proporcionar un puente entre el mundo clásico y el mundo cuántico. En este nuevo esfuerzo, Los investigadores han desarrollado una forma no solo de medir los fonones a medida que se propagan, pero demuestre que es posible controlarlos, así como.
La técnica consistía en disparar un pulso de luz azul a lo que describen como un nanohaz de silicio microfabricado, una forma de cristal optomecánico. Fue diseñado para vibrar de formas particulares cuando es golpeado por un fotón. Cuando la luz azul golpeó el dispositivo, creó fonones. A continuación, dispararon un pulso de luz roja a los fonones para inducir una interacción de intercambio de estado. A continuación, esos fotones se reflejaron de nuevo en un detector de fotones y posteriormente se analizaron utilizando interferometría de Hanbury Brown y Twiss. Los investigadores utilizaron el estado de los fotones para determinar el estado no clásico de los fonones en el dispositivo. El equipo demostró que los fonones individuales que se mueven en un cristal siguen las leyes de la mecánica cuántica a diferencia de la física clásica.
Los investigadores señalan que debido a sus propiedades cuánticas y al uso de la luz, la técnica ofrece un posible camino hacia el uso de fonones como un medio para almacenar información cuántica del tipo que podría ser necesario en una computadora cuántica.
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