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MIPTとロンドン大学、超電導qubitsで波動混合効果実証

December, 13, 2017, Moscow--モスクワ物理工科大学(MIPT)とRoyal Holloway、University of Londonの物理学グループは、人工原子で量子波混合として知られる効果を実証した。この研究成果は、Nature Communicationsに発表されており、まったく新しい量子エレクトロニクスの開発に役立つ。
 Oleg AstafievをリーダーとするMIPTの人工量子システム研究所の研究者は、英国の研究者と共同で、超電導量子システムを試験した。これは物理的に単一原子相当である。極低温に冷却されたこのデバイスは、単一量子マイクロ波を放射し吸収する、これは原子が光フォトンと相互作用するのと同様である。
 この研究の中心である、人工原子は、量子オブティクス実験の不可欠な要素。研究グループは、これらのシステムを使って、複数のフォトの放射と吸収など、他の方法では難しいプロセスを研究している。ミラーキャビティの実際の原子が任意の方向に光を放出するのに対して、超電導システムは放射を制御できる。これにより、研究者は人工原子、つまり波動混合でいくつかの光量子の散乱を検出することができた。
 システムの出力で研究グループは、人工原子との相互作用からの放射源と電磁波の両方を観察した。これらの波動の周波数は、関連する励起の性質によって決まった。これは、量子波混合の効果を示唆するものであり、以前はこの種のシステムでは観察されなかったものである。
 超電導システムの魅力は、様々な量子光効果を明らかにするその能力を凌駕する。論文の著者によると、人工原子は、量子コンピュータの基本要素qubitとして倍加する。qubitsは、従来のビットとは異なる基本情報単位を使った計算を可能にする。古典的メモリセルは、1か0かのどちらかを蓄積するが、qubitは重ね合わせとして知られる原理により、同時にその両方の状態となる。
(詳細は、www.mipt.ru)