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科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣
美國華盛頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過觀察原子在激光刺激下發(fā)出的光的類型，他們可以檢測(cè)到原子的“呼吸”，即兩層原子間的機(jī)械振動(dòng)。這種原子“呼吸”的聲音可幫助研究人員編碼和傳輸量子信息。研究人員還開發(fā)了一種設(shè)備作為量子技術(shù)的新型構(gòu)建塊。研究成果發(fā)表在6月1日的《自然·納米技術(shù)》雜志上。
研究人員研究激子試圖創(chuàng)造一個(gè)單光子發(fā)射器，或稱“量子發(fā)射器”，這是基于光和光學(xué)的量子技術(shù)的關(guān)鍵部件。為了做到這一點(diǎn)，研究小組將兩層薄薄的鎢和硒原子放在一起，形成二硒化鎢。
研究小組發(fā)現(xiàn)，二硒化鎢原子會(huì)發(fā)射另一種稱為聲子的準(zhǔn)粒子。聲子是原子振動(dòng)的產(chǎn)物，類似于呼吸。二硒化鎢的兩個(gè)原子層就像相互振動(dòng)的微小鼓膜，產(chǎn)生了聲子。這是第一次在這種類型的二維原子系統(tǒng)中觀察到單光子發(fā)射器中的聲子。
當(dāng)研究人員測(cè)量發(fā)射光的光譜時(shí)，他們注意到幾個(gè)等間距的峰。激子發(fā)出的每一個(gè)光子都與一個(gè)或多個(gè)聲子耦合。這有點(diǎn)類似于一級(jí)一級(jí)地攀登量子能量階梯，在光譜上，這些能量尖峰由等間距的峰直觀地表示。
施加電壓后，研究人員發(fā)現(xiàn)可改變相關(guān)聲子和發(fā)射光子的相互作用能量。這些變化是可測(cè)量和可控的，與將量子信息編碼為單光子發(fā)射有關(guān)。
研究團(tuán)隊(duì)希望能夠控制多個(gè)量子發(fā)射體及其相關(guān)的聲子態(tài)，而不是一次只控制一個(gè)量子發(fā)射體。這將使量子發(fā)射器能夠相互對(duì)話，從而為量子電路的建立打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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