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  • 室温下的“量子飞跃”:超低噪声系统实现光学压缩

    作者:光行天下小萌新译 来源:物理学家组织网 时间:2024-02-20 22:53 阅读:146 [投稿]
    科学家开发出一种超低噪声系统,在室温下实现了量子“光学压缩”。这项开创性研究有助科学家理解如何创建大而复杂的量子态。

    在量子力学领域,科学家一直难以在室温下观测和控制量子现象,尤其是在大尺度上。据瑞士洛桑联邦理工学院官网报道,该校科学家开发出一种超低噪声系统,在室温下实现了量子“光学压缩”。这项开创性研究有助科学家理解如何创建大而复杂的量子态。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。

    一般而言,科学家更容易在接近绝对零度的环境下检测到量子效应,但这一极低温度要求制约了量子技术的实际应用。

    在最新研究中,研究团队创建了一个超低噪声光学机械系统。这是一种光和机械运动相互连接的装置。该系统使他们能够高精度地研究和操纵光影响运动的物体。室温的主要问题是热噪声,它会扰乱微妙的量子动力学。为最大限度减少这种情况,研究人员用到了专门的反射镜——腔镜,其能在有限的空间内来回反射光线,有效地“捕获”光线,并增强其与系统中机械元件的相互作用。


    操作装置的概念图,由一个纳米柱加载的鼓组成,该鼓夹在两个周期性分段的镜子中,允许激光在室温下与鼓发生强烈的量子力学相互作用。

    该系统另一关键部件是一个4毫米的鼓状装置,即机械振荡器,它可与腔内的光相互作用。该装置设计精巧,尺寸相对较大,能与环境噪声隔离开来,使科学家能在室温下检测到微妙的量子现象。

    研究团队可在不需要极低温度的情况下,有效地控制和观察宏观系统中的量子现象。这将有助于扩大量子光学机械系统的使用范围,在宏观尺度上开展量子测量和量子力学实验。

    研究人员表示,他们新开发的系统可能会催生新型混合量子系统。在这种系统中,机械鼓可与不同物体,如被捕获的原子云,发生强烈的相互作用。

    相关链接:https://phys.org/news/2024-02-quantum-room-temperature-ultra-noise.html

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