A Washingtoni Egyetem kutatói két atomréteg közötti mechanikai rezgést detektáltak. Az atomok lélegzetvételének nevezett jelenség arra utal, hogy atomi szinten a fény és a mechanikai mozgások lényegében összekapcsolódnak. A jelenség egy új típusú kvantumhatást biztosít, amely számos alkalmazásban felhasználható, például egy integrált optikai áramkörökön keresztül futó egyetlen foton vezérlésére.

A tudósok azt figyelték meg, hogy milyen fényt bocsátanak ki az atomok, amikor lézerrel stimulálják őket. Azt találták, hogy a kinyert információ kódolható egy ún. excitonba, ami foton formájában szabadulhat fel mérhető és szabályozható módon. Ráadásul egyetlen integrált rendszerben tudják változtatni a kapcsolódó fononok kölcsönhatási energiáját. A fotonok optikai szálakon keresztül fénysebességgel továbbítják a kvantuminformációt nagy távolságokra, alacsony energia- vagy információveszteséggel, ami így kvantumbitként, azaz „qubitként” működhet. 

A kutatók célja, hogy létrehozzanak egy olyan eszközt, amely kvantumfényforrásokat generál, miközben az egyes fotonok és fononok közötti csatolás végig szabályozható és kihasználható a kvantuminformáció-átvitel lehetővé tétele érdekében. Az új fejlesztés a kvantumszámítástechnika új módszeréhez vezethet, amit a tudományos közösség „optomechanikának” nevez, amelyben a fény és a mechanikai mozgások lényegében összekapcsolódnak.

Forrás: Interesting Engineering / Nature

Borítókép forrása: UW ECE/Ruoming Peng