Digital Tهينك Tank (DTT)

مزيج دقيق من الضوء والصوت

نجح علماء من فريق بحث بولندي ألماني من الجامعة التقنية في فروتسواف وجامعتي أوغسبورغ ومونستر وكذلك ميونيخ في إنشاء مقياس نانوي الموجات الصوتية مع الكميات الخفيفة لخلط. لأبحاثهم ، التي تم نشر نتائجها للتو في المجلة المتخصصة الشهيرة بصريات تم نشرها باستخدام ذرة اصطناعية تقوم بتحويل اهتزازات الموجة الصوتية إلى كمات ضوئية فردية بدقة غير مسبوقة. الفوتونات - المتحولون.

الموجات الضوئية والصوتية تشكل أساس تقنيات الاتصال الحديثة. يستخدم الضوء لنقل البيانات عبر شبكة الألياف البصرية العالمية. وتستخدم الأجهزة التي تستخدم الموجات الصوتية للاتصال اللاسلكي بين أجهزة التوجيه أو الأجهزة اللوحية أو الهواتف الذكية. يجب الآن تكييف هاتين التقنيتين الرئيسيتين مع العصر القادم للاتصالات الكمومية. ما يسمى بتقنيات الكم الهجينة هي المفتاح هنا.

مصدر الصورة: Pixabay


تجمع تقنيات الكم الهجينة بين الضوء والصوت

يجمعون بين مختلف أنظمة الكممن خلال الاستفادة من المزايا الفريدة لكل نظام مع تجاوز حدوده. هل في هذا المجال اهتزازات شعرية كريستالية واعد بشكل خاص ، كما يوضح البروفيسور Hubert Krenner ، الذي يرأس الأبحاث في جامعة Augsburg. ويضيف أن الفونونات ، مثل علماء الفيزياء ، تفعل ذلك الاهتزازات شد وضغط كل جسم مضمن في البلورة حرفيًا ، وبالتالي يغير خصائصه الفيزيائية.

استخدم العلماء في أبحاثهم الموجات الصوتية السطحية على مقياس نانومتر ، وهي عبارة عن ذرة اصطناعية واحدة ، ما يسمى النقطة الكموميةفي عمليات المحاكاة التي أجريناها ، تمكنا من إعادة إنتاج الأطياف المقاسة في أوغسبورغ بشكل مثالي تقريبًا عن طريق دمج الموجات الصوتية النانوية في نموذجنا ، كما لو كانت شعاع ليزر فونون. النتائج المعروضة هي علامة فارقة في تطوير الهجين تقنيات الكم، لأن النقطة الكمومية ترسل كوانتا ضوئية فردية ، ما يسمى الفوتونات، التي يتم توقيتها بدقة بواسطة موجة صوتية ، "يقول الدكتور دانيال ويغر ، الذي كان زميلًا في NAWA-ULAM في جامعة مونستر والجامعة التقنية في فروتسواف ، يبحث في الاقتران بين النقاط الكمومية والفونونات.

دكتور. من ناحية أخرى ، يضيف ماتياس فايس ، الذي حصل على درجة الدكتوراه في معهد الفيزياء في أوغسبورغ ، أنه من المدهش أن الخطوط الطيفية لـ النقاط الكمومية حادة للغاية. لذلك يمكننا أن نلاحظ كيف تقلل الطاقة المنخفضة لفونون واحد من الخط الطيفي من نقطة كمومية ، كما يشرح د. ماتياس وايت.

أصغر أجزاء من الطاقة

اتخذ فريق البحث خطوة مهمة أخرى إلى الأمام. استخدم العلماء ثانية موجة صوتية مع آخر تردد. ظهرت خطوط طيفية جديدة في طيف النقطة الكمومية ، والتي تتوافق مع مجموع أو اختلاف ترددات الموجتين الصوتيتين. يلاحظ البروفيسور Hubert Krenner أن هذه الظاهرة عُرفت باسم الاختلاط الموجي في البصريات منذ عقود.

تستخدم مؤشرات الليزر هذه العملية لتوليد ضوء أخضر. يوجد ليزر في عملنا الموجات الصوتيةالذي نحن معه الكميات الخفيفة mix ، كما يقول البروفيسور Hubert Krenner ، الذي يجد دقة هذه الظاهرة تخطف الأنفاس.

دكتور. يضيف ماتياس فايس أن العلماء عندما قاموا بتعيين تردد واحد من الاثنين الموجات الصوتية تغير بمقدار تريليون ، لوحظ أن الطيف يتأرجح كما هو متوقع مع فترة تبلغ حوالي نصف يوم. تمثل النقطة الكمومية نفسها ما يسمى بـ و qubit يمثل ، وحدة أساسية في الحوسبة الكمومية.

دكتور. في غضون ذلك ، يشير دانييل ويغر إلى أن الباحثين هم النقطة الكمومية في النموذج و qubit التي يتم تعديلها بواسطة موجة صوتية. بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن عليهم وضع أي افتراضات. يعتقد الباحثون أن الاتفاق الاستثنائي بين الحسابات والنتائج التجريبية يثبت أن نموذجهم العام يصف بدقة جميع الخصائص الرئيسية. لذلك يجب أن ينطبق أيضًا على العديد من الآخرين تطبيقات Qubit تكون قابلة للتطبيق.

نشرت في بصريات