Ученые из Технологического Университета Чалмерс смогли продлить время жизни искусственного атома, поместив перед ним "зеркало".

Под искусственным атомом мы, само собой, имеем в виду сверхпроводящий кубит, помещенный в специально сконструированную электрическую схему, являющуюся аналогом зеркала. Такие атомы можно возбуждать, облучая их микроволнами определенной частоты, а время, которое кубит проводит в возбужденном состоянии и называется его временем жизни.

Одной из причин, по которой искусственный атом "умирает" - возвращается в свое основное состояние - являются мельчайшие изменения электромагнитного поля - вакуумные флуктуации. Когда же такой атом помещают перед особым "зеркалом", он начинает взаимодействовать со своим мнимым изображением в нем, что приводит к изменению количества вакуумных флуктуаций поля, которым подвергается атом. Причем, изменяя расстояние от атома до "зеркала", можно соответствующим образом менять и его время жизни. Это, в том числе, позволяет использовать сверхпроводящий кубит в качестве квантового анализатора спектра для вакуумных флуктуаций.

Искусственный атом, помещенный перед "зеркалом".

Искусственный атом, помещенный перед "зеркалом". Изображение: Krantz NanoArt

Что касается самого экспериментального чипа, то он представляет собой сверхпроводящий алюминиевый резонатор, связанный со сверхпроводящим кубитом (трансмоном), на кремниевой подложке. Эффект "зеркала" достигается за счет закоротки одного конца резонатора на землю. А изменение расстояния до этого "зеркала" происходит следующим образом. Ученые изменяют резонансную частоту искусственного атома с помощью внешнего магнитного поля, что меняет эффективное расстояние от атома до "зеркала", которое определяется количеством укладывающихся в него длин волн резонансного излучения.

Экспериментальный чип.

Экспериментальный чип, состоящий из сверхпроводящего резонатора и кубита.
Источник: dx.doi.org/10.1038/NPHYS3484

 

Источник: http://www.chalmers.se/en/departments/mc2/news/Pages/Chalmers-researchers-extend-the-lifetime-of-atoms-using-a-mirror.aspx

Ссылка на статью: http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3484.html

Наше сообщество ВКонтакте: https://vk.com/makeitquantum