研究人員分裂聲子邁向新型線性機械量子計算機

這些實驗是此類實驗中的第一次，可能會導(dǎo)致計算領(lǐng)域的新進展。

芝加哥大學(xué)的一個團隊探索了聲子的量子特性，聲子是傳輸聲音的量子粒子。他們已經(jīng)表明，聲子可以“分裂”成量子疊加態(tài)，表現(xiàn)得像光子，這表明聲子可以用于新型量子計算機，即線性機械量子計算機，它可以執(zhí)行獨特的計算。

當我們聽我們最喜歡的歌曲時，聽起來像是連續(xù)不斷的音樂波實際上是以稱為聲子的微小量子粒子包的形式傳輸?shù)摹?/p>

量子力學(xué)定律認為，量子粒子基本上是不可分割的，因此不能分裂，但芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院 (PME) 的研究人員正在探索當你試圖分裂聲子時會發(fā)生什么。

在兩個實驗中——同類實驗中的第一個——由 Andrew Cleland 教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊使用一種稱為聲學(xué)分束器的裝置來“分裂”聲子，從而證明它們的量子特性。通過證明分束器可用于為一個聲子誘導(dǎo)特殊的量子疊加態(tài)，并進一步在兩個聲子之間產(chǎn)生干涉，研究團隊邁出了創(chuàng)建新型量子計算機的第一個關(guān)鍵步驟。

該結(jié)果最近發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，并建立在普利茲克分子工程團隊多年在聲子方面的突破性工作的基礎(chǔ)上。

在實驗中，研究人員使用的聲子音調(diào)比人耳所能聽到的高大約一百萬倍。此前，Cleland 和他的團隊弄清楚了如何創(chuàng)建和檢測單個聲子，并且是第一個糾纏兩個聲子的人。

為了展示這些聲子的量子能力，包括 Cleland 的研究生 Hong Qiao 在內(nèi)的團隊創(chuàng)造了一個分束器，可以將一束聲波分成兩半，傳輸一半并將另一半反射回其源(分束器已經(jīng)存在用于光并且具有被用來證明光子的量子能力)。整個系統(tǒng)，包括兩個用于產(chǎn)生和檢測聲子的量子位，在極低的溫度下運行，并使用單獨的表面聲波聲子，這些聲子在材料表面?zhèn)鞑ィ谶@種情況下，鈮酸鋰。

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