poleca:
Kontrolowanie
mikroskopowych układów fizycznych zademonstrowano już z powodzeniem w
licznych eksperymentach, a zwłaszcza w dziedzinie optyki kwantowej.
Obecne zainteresowania badaczy skupiają się na uzyskaniu kontroli
kwantowo-mechanicznej także w skali makroskopowej.
Obiecującymi systemami, które mogłyby posłużyć do tego celu, są
oscylatory mechaniczne. Finansowany przez UE projekt "Optomechanical
entanglement and teleportation" (OMENT) powstał, aby zademonstrować
kontrolę kwantową mikrometrycznego oscylatora mechanicznego i
wykorzystać go do zastosowania kluczowych informacji kwantowych:
teleportacji.
Zespół projektu OMENT starał się przygotować stany mechaniczne
niskiej entropii, takie jak stan podstawowy oscylatora
optomechanicznego. Na tej podstawie naukowcy mogliby stworzyć i
zweryfikować stany splątania optomechanicznego. Stany takie występują
tylko w mechanice kwantowej i stanowią zasoby w licznych zastosowaniach
informacji kwantowych. Stworzone splątanie optomechaniczne mogłoby
posłużyć do teleportacji informacji.
Nowatorskie protokoły optomechaniczne obejmowały sugestie dotyczące
sposobu wdrażania splątania optomechanicznego, teleportacji i
ultraszybkich programów chłodzenia w impulsowych warunkach pracy
optycznej.
Decydującym krokiem w projekcie OMENT było użycie oscylatorów
mechanicznych z wysokimi czynnikami Q — o niższym tempie strat
energetycznych — rzędu 10^7 w niskich temperaturach. Naukowcy zbadali
układ złożony z nowatorskich materiałów na bazie fosforku indu galu
(InGaP) do mechanicznych rezonatorów membranowych. To umożliwiło łatwą i
monolityczną integrację stosów membran, które dają nadzieję na
uzyskanie wysokiej jednofotonowej siły sprzęgającej.
Wiele uwagi poświęcono osiągnięciu dwóch stabilnych systemów
wnękowo-optomechanicznych w niskich temperaturach w chłodziarce
rozcieńczalnikowej i kriostacie przepływu helu.
Kontrolowane kwantowo oscylatory mechaniczne wydłużają fizyczne
warunki pracy w zakresie przetwarzania informacji, gdzie efekty kwantowe
mają znaczenie dla skali makroskopowej. Umożliwiają one także
projektowanie ultraczułych urządzeń pomiarowych o krótkofalowej granicy
widma.
Postępy w ramach projektu zdecydowanie przyczyniły się do realizacji
zestawu parametrów eksperymentalnych, które powinny ostatecznie
umożliwić obserwacje optomechanicznego splątania kwantowego między polem
laserowym a oscylatorem mikromechanicznym. Wszystkie wyniki projektu
opublikowano w czasopismach branżowych.
