新型量子检测器可测量超导电路中的最小能量

时间：2021-09-06 07:52:05 来源：

一种新设备可测量超导电路中最微小的能量，这是量子技术必不可少的步骤。

量子物理学正在从实验室转移到我们的日常生活中。尽管有关量子计算机解决了经典计算机不可能解决的问题的头条新闻，但技术挑战仍然阻碍将量子物理学带入现实世界。阿尔托大学和隆德大学研究小组在《自然通讯》上发表的新研究希望为这一探索提供重要工具。

量子研究中的开放性问题之一是热和热力学与量子物理学如何共存。芬兰科学院QTF杰出研究中心负责人Jukka Pekola教授是他的职业领域之一，是“量子热力学”这一研究领域。佩科拉教授说：“到目前为止，这一领域一直被理论所主导，只有现在重要的实验才开始出现。”他的研究小组已着手创建量子热力学纳米器件，可以通过实验解决开放性问题。

量子状态（如为量子计算机提供动力的量子位）与它们的周围世界相互作用，而这些相互作用就是量子热力学所处理的。测量这些系统需要检测能量变化，以至于其异常小，以至于很难从背景波动中识别出来，例如仅使用温度计尝试确定有人在您所在房间内吹灭蜡烛。另外一个问题是量子当您测量状态时，状态可能会发生变化，这仅仅是因为您已经测量了它们。这就像将温度计放在一杯冷水中使水开始沸腾。该团队必须制造一个能够测量很小变化的温度计，而不会干扰他们计划测量的任何量子态。

博士生Bayan Karimi在QTF和Marie Curie培训网络QuESTech工作。她的设备是量热仪，用于测量系统中的热量。它使用的铜带比人的头发薄一千倍。“我们的探测器吸收了来自量子态的辐射。期望确定它们具有多少能量以及它们如何与周围环境相互作用。量热仪的精确度存在理论上的限制，我们的设备现已达到该限制。”卡里米说。

参考：2020年1月17日，自然通讯，Bayan Karimi，Fredrik Brange，Peter Samuelsson和Jukka P. Pekola提出的“达到量子探测器的最终能量分辨率”。DOI：
10.1038 / s41467-019-14247-2

该工作的实验部分已在OtaNano国家研究基础设施上进行，该基础设施用于芬兰的微，纳米和量子技术。除了Pekola和Karimi之外，该团队还包括隆德大学的Fredrik Brange博士和Peter Samuelsson教授。这项研究发表在2020年1月7日的《自然通讯》上。

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