光—物质耦合作用强度创新纪录


据报道,加拿大滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)的科学家们创造了迄今最强的光—物质耦合新纪录,强度是之前的10倍多。研究人员表示,发表在《Nature Physics》杂志上的这一最新成果,将使很多目前无法进行的物理学研究成为可能。 

为了获得这种强耦合作用,该研究论文主要作者、IQC博士鲍尔·弗恩-戴兹领导的研究团队构建了一个铝电路,接着将其放入稀释制冷剂内,让其冷却到绝对零度之上百分之一摄氏度。在如此寒冷的温度下,电路具有超导特性,这意味着电流经过它们时没有电阻或者不会失去能量。这些铝电路中所谓的超导量子比特遵循量子力学法则,而且其行为类似人造原子。 

为控制这一超导电路的量子状态,研究人员使用微波脉冲发送光子进入超导电路中,并施加了一个小型磁场。通过测量光子的传输情况,研究人员确定了量子比特的共振现象。弗恩-戴兹解释说,他们测量出的共振频率范围比量子比特本身的频率更宽。这意味着光子和量子比特之间存在着非常强的相互作用。 

弗恩-戴兹说:“借助最新研究,我们正在使对光—物质相互作用的研究进入一个新领域,进入量子光学领域。我们的电路有潜力作为量子模拟器,供研究自然界中其他有趣的量子系统所用。光和量子比特之间这种强烈的量子耦合,有助于科学家们进一步探索与生物过程、高温超导等奇特材料甚至相对论有关的物理学研究。”

原文:Ultrastrong coupling of a single artificial atom to anelectromagnetic continuum in the nonperturbative regime

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3905.html

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