Mistura precisa de luz e som

Cientistas de uma equipe de pesquisa polonês-alemã da Universidade Técnica de Wrocław, das Universidades de Augsburg e Münster, bem como de Munique, conseguiram criar a nanoescala ondas sonoras mit Quanta claro misturar. Por suas pesquisas, cujos resultados acabam de ser publicados na renomada revista especializada Optica foram publicados, eles usaram um átomo artificial que converte as vibrações das ondas sonoras em quanta individuais de luz com uma precisão sem precedentes. Fótons - convertidos.

Ondas de luz e som constituem a base das tecnologias de comunicação modernas. A luz é usada para transmitir dados pela rede global de fibra óptica. E dispositivos que usam ondas sonoras são usados ​​para comunicação sem fio entre roteadores, tablets ou smartphones. Essas duas tecnologias-chave devem agora ser adaptadas à era vindoura da comunicação quântica. As chamadas tecnologias quânticas híbridas são a chave aqui.

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As tecnologias quânticas híbridas combinam luz e som

Eles combinam diferentes Sistemas quânticosaproveitando as vantagens exclusivas de cada sistema e, ao mesmo tempo, expandindo seus limites. Estão nesta área Vibrações de estrutura de cristal particularmente promissor, explica o Prof. Hubert Krenner, que lidera a pesquisa na Universidade de Augsburg. Ele acrescenta que os fônons, como os físicos, fazem isso Vibrações literalmente estica e comprime cada objeto embutido no cristal e, assim, altera suas propriedades físicas.

Em sua pesquisa, os cientistas usam ondas acústicas de superfície na escala nanométrica, que são um único átomo artificial, o chamado Ponto quânticoEm nossas simulações, fomos capazes de reproduzir os espectros medidos em Augsburg quase perfeitamente, incorporando ondas sonoras em nanoescala em nosso modelo, como se fosse um feixe de laser de fônon. Os resultados apresentados são um marco no desenvolvimento de híbridos Tecnologias quânticas, porque um ponto quântico envia quanta de luz individual, os chamados Fótons, que são precisamente cronometrados por uma onda sonora ", diz um feliz Dr. Daniel Wigger, que como um NAWA-ULAM Fellow na Universidade de Münster e na Universidade Técnica de Wrocław investiga o acoplamento entre pontos quânticos e fônons.

Dr. Já Matthias Weiß, que fez seu doutorado no Instituto de Física de Augsburg, acrescenta que é fascinante que as linhas espectrais do Pontos quânticos são extremamente afiados. Assim, pudemos observar como a baixa energia de um único fônon reduz o Linha espectral de um ponto quântico, explica o Dr. Matthias White.

Menores porções de energia

A equipe de pesquisa deu mais um importante passo em frente. Os cientistas usaram um segundo Onda sonora com outro freqüência. Novas linhas espectrais surgiram no espectro do ponto quântico, que correspondem à soma ou diferença das frequências das duas ondas sonoras. O Prof. Hubert Krenner observa que esse fenômeno é conhecido como mistura de ondas em óptica há décadas.

Os ponteiros laser usam esse processo para gerar luz verde. Existem lasers em nosso trabalho ondas sonorasque estamos com Quanta claro mix, diz o Prof. Hubert Krenner, que acha a precisão desse fenômeno de tirar o fôlego.

Dr. Matthias Weiß acrescenta que os cientistas quando definem a frequência de um dos dois ondas sonoras alterado em um trilionésimo, observou que o espectro oscila conforme previsto com um período de cerca de meio dia. O ponto quântico em si representa o chamado Qubit representa, uma unidade fundamental na computação quântica.

Dr. Daniel Wigger, por sua vez, destaca que os pesquisadores Ponto quântico no modelo como Qubit que é modulado por uma onda sonora. Além disso, eles não precisaram fazer suposições. Os pesquisadores acreditam que a extraordinária concordância entre cálculos e resultados experimentais prova que seu modelo muito geral descreve com precisão todas as propriedades-chave. Deve, portanto, aplicar-se também a muitos outros Implementações Qubit seja aplicável.

Publicado em Optica