Стэнфорд университетінің зерттеушілері алғаш рет механикалық тербеліс жүйесінде нақты уақытта кванттық ауысуды тікелей бақылауға қол жеткізді. Эксперимент нәтижелері Science журналында жарияланды. Ғалымдар фонондарды – механикалық тербелістердің кванттарын зерттеді, олар кванттық деңгейде энергияны үздіксіз емес, жеке бөліктермен өзгертеді. Жұмыс барысында физиктер жүйенің бір энергетикалық деңгейден екінші деңгейге ауысқан сәтін тіркеді. Бұрын мұндай секірулер басқа кванттық объектілерде: ұсталған иондарда – 1986 жылы, фотондарда – 2007 жылы байқалған. Фонондар үшін мұндай ауысулардың тек жанама дәлелдері болған.
Эксперимент үшін команда микроскопиялық механикалық резонатор жасады, ол жұмыс принципі бойынша кішкентай камертонға ұқсайды. Құрылғы электрондық чиптерді өндіруде қолданылатын технологияларды пайдалана отырып жасалды. Маңызды параметр ретінде тербелістердің өшу уақытының ұзақтығы – шамамен 2 мс болды. Осы аралықта ғалымдар жүздеген өлшеулер жүргізіп, фонон энергиясының бірінші деңгейден нөлдік деңгейге ауысу сәтін анықтай алды. Резонатордың күйін тіркеу үшін оны асқын өткізгіш кубитпен байланыстырды. Ол датчиктің қызметін атқарып, жүйені әр өлшеуден кейін күйін бұзбай бірнеше рет тексеруге мүмкіндік берді. Мұндай тәсіл ауысулардың бар екенін тіркеуге ғана емес, оларды нақты уақытта бақылауға мүмкіндік берді.
Зерттеушілер экспериментті ең алдымен іргелі жұмыс ретінде қарастырады, алайда алынған әдіс бірнеше қолдану бағыттарына ие болуы мүмкін. Оның бірі кванттық компьютерлермен байланысты, онда күйдің тұрақсыздығы қателерге әкеледі: түзету үшін қажетсіз ауысудың пайда болу сәтін анықтау қажет. Фонондарды нақты уақытта бақылау осындай жүйелер үшін негіз жасайды, дегенмен жұмыс әзірге қателерді түзету механизмін ұсынбайды. Басқа нұсқа – аса сезімтал сенсорлар. Стэнфорд командасы Калифорния технологиялық институтының ғалымдарымен бірге резонатор мен кубит байланысын жасушалар ішіндегі ақуыздарды анықтау үшін қолдану мүмкіндігін зерттеуде. Сонымен қатар, технология механикалық тербелістер қазірдің өзінде смартфондар мен басқа құрылғыларда қолданылатын электроникада қолданылуы мүмкін.
Ұқсас мақалалар
