Физики описали систему оптомеханических кубитов

Российские физики впервые построили квантовую модель для описания оптомеханического взаимодействия кубитов в резонаторе и показали возможность возникновения PT-симметрии. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

На основе квантовой электродинамики, которая описывает взаимодействие квантовых систем с фотонами, строится взаимодействие кубитов в квантовом компьютере. Однако, использование только электромагнитного взаимодействия, сильно ограничивает контроль кубитов. Оптомеханика позволяет создавать сильное взаимодействие между квантовомеханическими системами. Из-за затруднительного теоретического описания и сложной физической реализации подобных систем оптомеханика остается мало изученной в контексте создания взаимодействия между кубитами.

Группа ученных из физико-технического университета имени Иоффе и Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики под руководством Александра Поддубного описала систему двух механических кубитов помещенных в оптическую ловушку и показали возможность возникновения PT-симметрии.

В качестве рассматриваемой модели исследователи числено изучили гармонические оптические ловушки, в каждую из которых был помещен кубит. Такие ловушки могут быть реализованы, например, в системе холодных атомов лития. Для простоты модели физики рассматривали однофотонные возбуждения в системе двух кубитов и обнаружили, что описание динамики системы можно свести к симметричным и антисимметричным суперпозициям возбуждений кубитов. Такой подход позволил построить первую квантовомеханическую модель для оптомеханической системы.

Также ученые показали, что взаимодействие между кубитами можно варьировать и при определенном значении может возникать PT-симметрия, которая выражается в том, что оптические и механические моды имеет одинаковый уровень распада. При нарушении симметрии, распад одной из мод становится подавлен. Это дает дополнительный контроль над системой, что теоретически позволит намного лучше управлять кубитами в процессе сложной квантовой динамики, например, при квантовых вычислениях.

Ранее мы писали как оптомеханическая система уменьшила квантовый шум при комнатной температуре. Недвано физики показали быструю синхронизацию двух фононных лазеров, что позволяет точно контролировать оптомеханическую связь и исследовать коллективную динамику в оптомеханике.

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.