Схема на кристалле производит до шести микроволновых фотонов одновременно
Группа исследователей из Университета Париж-Сакле, Университета Ульма и Института квантовых технологий разработала схему на кристалле, которая производит до шести микроволновых фотонов одновременно. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review X, группа описывает, как они построили устройство, насколько хорошо оно работало, и его возможное использование в качестве более эффективного способа создания запутанных частиц.
Эта сверхпроводящая схема, сделанная из ниобия на кварцевой подложке, может излучать сгустки до шести микроволновых фотонов. На вставке показан крупный план джозефсоновского перехода, используемого для инжекции носителей заряда с заданной энергией в резонатор. Авторы и права: GC Ménard et al, Physical Review X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021006Эта сверхпроводящая схема, сделанная из ниобия на кварцевой подложке, может излучать сгустки до шести микроволновых фотонов. На вставке показан крупный план джозефсоновского перехода, используемого для инжекции носителей заряда с заданной энергией в резонатор. Авторы и права: GC Ménard et al, Physical Review X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021006
В последние годы ученые и инженеры нашли множество применений запутанным частицам и искали способ их более эффективного производства. Как правило, они создаются с помощью устройства, которое разбивает один фотон на два фотона, каждый из которых имеет меньшую энергию. В этой новой работе исследователи выбрали другой подход — использовали сверхпроводящую схему.
Схема была разработана с использованием джозефсоновского перехода, катушки индуктивности и конденсатора, размещенного на основании размером с микросхему. Переход Джозефсона представляет собой устройство с двумя полосками сверхпроводников, помещенными на подложку на небольшом расстоянии друг от друга. Затем между ними устанавливается изолирующий барьер. Подача напряжения на одну из полос пропускает напряжение через изолятор, где создаются куперовские пары электронов. Они туннелируют через барьер, и количество энергии, которую они имеют, зависит от величины приложенного напряжения.
В новой схеме катушка индуктивности и конденсатор были настроены так, чтобы они резонировали на микроволновых частотах, а количество фотонов, испускаемых устройством, зависело от напряжения. Устройство способно производить шесть фотонов одновременно. Исследователи не проверяли фотоны, чтобы определить, запутались ли они, но полагают, что они основаны на предыдущих экспериментах, которые они провели. Они также не пытались модифицировать устройство, чтобы определить, может ли быть произведено более шести фотонов. Требуются дополнительные испытания, но если устройство будет работать так, как ожидалось, оно может сигнализировать о начале новой волны исследований, основанных на группах запутанных частиц.
