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量子传感器利用人工原子自然振动突破

编辑:逍遥八字网 日期:2022-07-24 10:21:22 浏览:0
导读由布里斯托尔大学领导的一个科学家小组发现了一种新方法,可用于构建超高精度量子传感器。当单个原子发光时,它们以称为光子的离散群体的形...

由布里斯托尔大学领导的一个科学家小组发现了一种新方法,可用于构建超高精度量子传感器。

当单个原子发光时,它们以称为光子的离散群体的形式发光。

在测量这种光的时候,这种离散的或者说“颗粒状”的特性导致它的亮度波动特别小,因为不会同时发出两个或者两个以上的光子。

这一特性对于开发未来的量子技术特别有用,在未来的量子技术中,低波动是关键,并引起了对工程系统的兴趣激增,工程系统在发光时的功能类似于原子,但它们的属性更容易定制。

这些已知的“人造原子”通常由固体材料制成,实际上是更大的物体,其中振动的存在是不可避免的,通常被认为是有害的。

然而,由布里斯托尔大学领导的一个合作小组现在确定,人工原子中这些自然发生的振动可以令人惊讶地导致比自然原子系统中存在的更大的亮度波动抑制。

这些作者,包括来自谢菲尔德大学和曼彻斯特大学的学者,表明这些低波动可以用于构建量子传感器,这些传感器本质上比没有振动的传感器更精确。

布里斯托尔大学物理学院研究与量子工程讲师首席研究员达拉麦卡琴(Dara McCutcheon)博士说:“这项研究的意义非常深远。

“通常人们总是认为这些相对较大的人造原子中存在的振动对它们发出的光是有害的,因为通常振动会使能级相互冲击,产生的波动会印在发出的光子上。

“这里发生的情况是,在低温下,振动环境充当了冷却系统——从某种意义上说,它冻结了能级,从而抑制了发射光子的波动。”

这项工作指出了这些人造原子的新观点,其中它们的固态属性实际上被用来产生使用自然原子系统无法产生的光。

它还打开了一个新应用的大门,该应用使用人工原子进行量子增强传感,从可用于测量大脑信号的小规模磁力测量到全面的引力波检测,揭示了宇宙过程位于星系的中心。

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