Ученые превратили кубит в однофотонный излучатель

Группа исследователей из Японии, России и Великобритании представила результаты собственной работы, на протяжении которой они сумели применять сверхпроводящий кубит в качестве однофотонного источника СВЧ-излучения. Статья размещена в издании Nature Communications.

Источник является кубитом , расположенный на стыке двух изолированных друг от друга волноводов, по которым смогут распространяться электромагнитные волны. Между кубитом и обеими линиями сочетание проводников и диэлектрика формирует два конденсатора, за счет чего кубит выясняется подключенным к линиям через электрическую емкость. Кубит емкостной связью слабо связан с линией управляющего сигнала и очень сильно связан с линией излучения.

Управляющий сигнал воздействует на кубит, переводя его в возбужденное состояние, по окончании чего кубит испускает фотон, что по линии излучения возможно доставлен к последующим элементам схемы.

Ученые превратили кубит в однофотонный излучатель

Таковой источник может перестраивать частоту излучения и владеет высокой эффективностью.

Особенность кубита на джозефсоновских контактах, использованного в этом случае, — возможность контроля его магнитным полем. От него зависит отличие энергий возбужденного и главного состояния кубита, соответственно и частота излучаемого фотона. Изменение внешнего поля разрешает изменять частоту излучаемого фотона в широком диапазоне 7,75–10,5 ГГц.

Максимальная эффективность, возможность испустить фотон в линию излучения определяется емкостями, каковые реализовывают связь между кубитом и линиями передач. За счет верного подбора соотношения емкостей эффективность аналогичного источника может достигнуть 99,99%. На практике, само собой разумеется, эффективность ниже, на нее воздействуют и другие факторы, к примеру, поглощение фотона в диэлектрике.

В итоге в измеряемом примере эффективность составила более 65% на всем диапазоне частот, что также рекордная величина.

«Этот однофотонный источник владеет высокой возможностью и эффективностью излучать фотоны в широком диапазоне частот. Это разрешит применять его в квантовых компьютерах и других квантовых разработках, в которых единичные фотоны будут использованы в качестве носителей информации, и для её хранения, передачи и обработки.

Единичный фотон нереально перехватить, не поменяв его состояние, исходя из этого использование данного источника в квантовых совокупностях передачи данных обеспечит полностью надёжную передачу данных. Помимо этого, он может употребляться в квантовых симуляторах, моделирующих сложные квантово-механические совокупности, и для изучения фундаментальных сотрудничеств между веществом и фотонами», — растолковал Олег Астафьев из МФТИ, один из авторов работы.

✅Самодельная МАГНЕТРОННАЯ ПУШКА из микроволновки и электрошокера


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: