محققان «دانشگاه واشنگتن» با مشاهده نوری که اتم‌ها هنگام تحریک توسط لیزر ساطع می‌کنند، موفق شدند تا ارتعاش مکانیکی بین دو لایه اتم (که از آن به‌عنوان نفس‌های اتم‌ها یاد می‌شود) را شناسایی کنند. پیشرفت جدید دانشمندان می‌تواند در آینده به روش جدیدی برای محاسبات کوانتومی منجر شود.

هرچند محققان قبلاً دستگاهی را ایجاد کرده بودند که می‌تواند به‌عنوان نوع جدیدی از بلوک‌های ساختمانی برای فناوری‌های کوانتومی عمل کند اما به گفته آن‌ها، تحقیق جدید یک روش تازه در زمینه محاسبات کوانتومی فراهم می‌کند.

«مو لی»، نویسنده ارشد این پژوهش می‌گوید: «این یک پلتفرم جدید در مقیاس اتمی است که از چیزی استفاده می‌کند که جامعه علمی آن را «اپتومکانیک» می‌نامد و در آن نور و حرکات مکانیکی به طور ذاتی با یکدیگر ترکیب می‌شوند. این امر نوع جدیدی از اثر کوانتومی را ارائه می‌کند که می‌تواند برای کنترل فوتون‌های منفرد در مدارهای نوری یکپارچه برای کاربردهای بسیار زیادی مورد استفاده قرار بگیرد.»

تقویت محاسبات کوانتومی به روش جدید دانشمندان

دید کلی تحقیق دانشمندان بیان می‌کند که برای داشتن یک شبکه کوانتومی عملی، باید راه‌های قابل اطمینانی برای ایجاد، عملکرد، ذخیره و انتقال کیوبیت‌ها وجود داشته باشد. به گفته دانشمندان، گزینه ایده‌آل فعلی برای انتقال این اطلاعات کوانتومی، فوتون‌ها هستند، زیرا می‌توان از آن‌ها برای انتقال انرژی یا اطلاعات در فواصل طولانی و با سرعت بالا و تلفات کم استفاده کرد.

با توجه به این موضوع، محققان تصمیم گرفتند در آزمایشی این مسئله را متوجه شوند که آیا می‌توان فوتون‌ها را با استفاده از ولتاژ الکتریکی برای فناوری کوانتومی مهار کرد یا خیر. آن‌ها متوجه شدند که می‌توان انرژی فعل و انفعال فوتون‌های مرتبط را به روش‌های قابل اندازه‌گیری در یک سیستم یکپارچه تغییر داد.

در مرحله بعد، تیم محققان تصمیم گرفت تا روی کنترل چند ساطع کننده و حالت‌های فوتون مرتبط با آن‌ها کار کند که گام مهمی در زمینه ایجاد یک پایه جامد برای مدارهای کوانتومی محسوب می‌شود.

لی در بیانیه خود می‌گوید: «هدف کلی ما ایجاد یک سیستم یکپارچه با تابشگرهای کوانتومی است که بتواند از فوتون‌های منفرد در مدارهای نوری و فوتون‌های تازه کشف شده برای انجام محاسبات کوانتومی و سنجش کوانتومی استفاده کند. این پیشرفت مطمئنا به توسعه بیشتر محاسبات کوانتومی کمک می‌کند که در آینده کاربردهای زیادی خواهد داشت.»