Затем он сделал резервную копию и прояснил все, что. В конце концов, квантовый мир материи и энергии в терагерцовом и нанометровом масштабах – триллионы циклов в секунду и миллиардные доли метров – все еще остается загадкой для большинства из нас.
«Мне нравится изучать квантовый контроль сверхпроводимости, превышающей гигагерцы, или миллиарды циклов в секунду, узкое место в современных приложениях квантовых вычислений», – сказал Ван, профессор физики и астрономии в Университете штата Айова, чьи исследования был поддержан Исследовательским бюро армии. "Мы используем терагерцовый свет в качестве ручки управления для ускорения сверхтоков."
Сверхпроводимость – это движение электричества через определенные материалы без сопротивления.
Обычно это происходит при очень и очень низких температурах. Думайте -400 по Фаренгейту для «высокотемпературных» сверхпроводников.
Терагерцовый свет светится на очень-очень высоких частотах. Подумайте о триллионах циклов в секунду.
По сути, это чрезвычайно сильные и мощные микроволновые очереди, стреляющие в очень короткие промежутки времени.
Ван и группа исследователей продемонстрировали, что такой свет можно использовать для управления некоторыми важными квантовыми свойствами сверхпроводящих состояний, в том числе макроскопическим течением сверхтока, нарушенной симметрией и доступом к некоторым очень высокочастотным квантовым колебаниям, которые, как считается, запрещены симметрией.
Все это звучит эзотерически и странно. Но у него могло быть очень практическое применение.
«Индуцированные светом сверхтоки прокладывают путь вперед для электромагнитного дизайна возникающих свойств материалов и коллективных когерентных колебаний для приложений квантовой инженерии», – написали Ван и несколько соавторов в исследовательской статье, только что опубликованной в Интернете журналом Nature Photonics.
Другими словами, открытие может помочь физикам «создавать безумно быстрые квантовые компьютеры, подталкивая сверхтоки», – написал Ван в резюме результатов исследовательской группы.
Поиск способов управления, доступа и манипулирования особыми характеристиками квантового мира, а также их связи с проблемами реального мира – важный научный толчок в наши дни.
Национальный научный фонд включил «Квантовый скачок» в свои «10 больших идей» для будущих исследований и разработок.
«Используя взаимодействие этих квантовых систем, технологии нового поколения для зондирования, вычислений, моделирования и коммуникации станут более точными и эффективными», – говорится в резюме поддержки квантовых исследований научным фондом. "Чтобы достичь этих возможностей, исследователям необходимо понимание квантовой механики, чтобы наблюдать, управлять и контролировать поведение частиц и энергии в размерах, по крайней мере в миллион раз меньших, чем ширина человеческого волоса."
Ван и его сотрудники – Сюй Ян, Чираг Васвани и Лян Луо из штата Айова, ответственные за терагерцовые приборы и эксперименты; Крис Сундал, Джонг-Хун Кан и Чанг-Беом Эом из Университета Висконсин-Мэдисон, ответственные за высококачественные сверхпроводящие материалы и их характеристики; Мартин Муц и Илиас Э. Перакис из Университета Алабамы в Бирмингеме, ответственный за построение моделей и теоретическое моделирование, продвигает квантовый рубеж, находя новые макроскопические сверхтоковые текущие состояния и разрабатывая квантовые элементы управления для их переключения и модуляции.
В резюме исследования исследовательской группы говорится, что экспериментальные данные, полученные с помощью прибора терагерцовой спектроскопии, указывают на то, что терагерцовая световая настройка сверхтоков является универсальным инструментом, «и ключом к продвижению квантовых функций для достижения их предельных значений во многих сквозных дисциплинах», таких как упомянутые научным фондом.
Итак, исследователи написали: «Мы считаем справедливым сказать, что настоящее исследование открывает новую арену световолновой сверхпроводящей электроники с помощью терагерцового квантового управления на многие годы вперед."