【量子耳聆​​聽】

明道

【量子耳聆聽】

 

搖搖欲墜瀕臨量子政權的

物理學家們非常善於與單個光子的光進行測量。

然而，不久，他們也可能會做常規的單聲子的研究 - 單量子聲音。

這是物理學家要求在瑞典和德國人說，他們已經檢測到的聲波是如此薄弱，他們是 - 幾乎 - 在量子極限。

最近幾年已經看到了巨大的努力工作與量子政權的機械振盪。

在這樣的制度，機械設備將能夠同時發射和探測單個聲子 - 光電器件已經能夠發射和探測單個光子。

2010年在美國加州大學聖巴巴拉分校，美國，一組證明，它可以創建單個聲子使用低溫冷卻機械振盪器，從而量子的道路上邁出了第一步。

接近量子極限

現在，馬丁·古斯塔夫森查爾姆斯理工大學在瑞典和同事研究了近量子有限的聲波的迴聲，使用的設備，他們所謂的量子麥克風。

相比之下聖巴巴拉組的機械振盪，聲波傳播波走遍表面，漣漪般在水中傳播。

在這些特定的聲波是量子力學行為，雖然它們幾乎弱到足以在量子極限。

可以說，我們已經證明了量子聲學的方式，我覺得別人會同意，這是一個非常令人興奮的前景，古斯塔夫森說。

這項實驗由一個長的，薄芯片的半導體砷化鎵，上面的端部，其中換能器產生的聲波。

砷化鎵是壓電體，所以其結構由聲波引起的任何變形產生電場極化方向的變化。

這種極化，一個微妙的運動的電子，在檢測到由單電子晶體管的 - 的量子麥克風 - 位於沿砷化鎵芯片的中間。

整個裝置被冷卻到200 mK的。

迴聲測試

查默斯和保羅·德魯德研究所在柏林Gustafsson和他的同事們用一個傳感器產生聲波的頻率為932 MHz。

在這些波傳播到芯片的另一端，然後再反彈回來。

事實上，波回來回幾次，所有的，而通過晶體管的電子轉移。

使用這種電子運動作為一個代理，平均超過百萬的實驗運行，晶體管是在單個聲子的水平，能夠有效地檢測聲波，研究人員聲稱。

波的振幅僅僅是一個質子直徑的百分之幾。

康拉德Lehnert，機電電路的量子行為，美國在科羅拉多州博爾德科羅拉多大學的專家認為，有潛力的工作。

但他認為，真正的量子聲學研究仍有待時日。

單聲子的靈敏度的要求是坦率地誇大了，他說。

如果說一個可以檢測單個聲子的平均後說不能檢測單個聲子。

耦合量子比特

古斯塔夫森同意，他的研究小組的實驗依然牢牢古典政權。

他說，研究人員必須平均從數以百萬計的聲波信號，排除噪音，每一個波包本身往往不是一個而是幾個聲子 - 大部分的波包一起通過晶體管未被發現。

儘管如此，他的小組已產生聲子的想法，通過使用一個超導量子比特夫婦通過電荷運動的浪潮，這是類似於晶體管如何運作。

我們這樣一個實驗，實驗已經做得非常近日與單個微波光子，發現它應該是可行的做那些聲版本比較，古斯塔夫森說。

這項研究是描述物理性質。

作者簡介

喬恩·卡特賴特是一個自由撰稿人，總部設在英國布里斯托爾

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/feb/09/listening-with-a-quantum-ear