У Стенфорді розробили квантовий мікрофон

Дослідники Стенфордського університету розробили квантовий мікрофон

Стенфордські фізики розробили "квантовий мікрофон", який є настільки чутливим, що може вимірювати окремі частинки звуку, які звуться фононами.

Пристрій, який детально описаний у журналі Nature, може врешті-решт призвести до появи менших, більш ефективних квантових комп'ютерів, які працюють маніпулюючи звуком, а не світлом.

"Ми очікуємо, що цей пристрій дозволить використовувати нові типи квантових датчиків, перетворювачів і запам'ятовуючих пристроїв для майбутніх квантових машин", - розповів керівник дослідження Амір Сафаві-Наїні, доцент кафедри прикладної фізики в Стенфордській школі гуманітарних наук.

Вперше виявлені Альбертом Ейнштейном у 1907 році, фонони є пакетами вібраційної енергії, що випромінюються атомами хвилястості. Ці неподільні пакети, або кванти руху, проявляються як звук або тепло, залежно від їх частоти.

Команда Стенфорда розробила найчутливіший у світі мікрофон - той, що використовує квантові принципи, щоб підслухати шепіт атомів.

У звичайному мікрофоні вхідні звукові хвилі змішують внутрішню мембрану, і це фізичне зміщення перетворюється на вимірювану напругу. Цей підхід не працює для виявлення окремих фононів, оскільки згідно з принципом невизначеності Гейзенберга позиція квантового об'єкта не може бути точно відома.

"Якщо ви намагалися виміряти кількість фононів звичайним мікрофоном, акт вимірювання вводить енергію в систему, яка маскує ту енергію, яку ви намагаєтеся виміряти", - сказала Сафаві-Наїні.

Натомість фізики придумали спосіб вимірювання станів Фока - і, таким чином, кількості фононів - безпосередньо в звукових хвилях. "Квантова механіка говорить нам, що положення і імпульс неможливо точно знати - але це не стосується енергії", - сказала Сафаві-Наїні. "Енергію можна пізнати з нескінченною точністю".

Як повідомляло видання "Коментарі", винахідник розробив пересувний будинок на базі Tesla.