Новое устройство обнаруживает радиацию в триллионной части обычного масштаба: ScienceAlert

Группа исследователей точно измерила силу в масштабе, в триллион раз меньшем, чем это возможно с помощью стандартных инструментов. Это означает, что микроволновое излучение можно более точно оценить в экспериментах по квантовой физике.

Возможность измерять энергию на чрезвычайно низких уровнях полезна для ученых, создающих квантовые системы — системы, которые невероятно малы и обычно невероятно холодны с точки зрения их температуры. Теперь мы можем проводить эти измерения с гораздо большей точностью.

Например, новую систему можно использовать для лучшей подготовки и калибровки кубитов — частиц в центре квантовых компьютеров, заменяющих классические кубиты, — чтобы убедиться, что они работают должным образом и что их показания верны.

«Коммерческие датчики мощности обычно измеряют мощность по шкале в один милливатт», Он говорит Рассел Лейк, старший научный сотрудник компании Bluefors, занимающейся квантовыми технологиями, Финляндия.

«Этот манометр делает это точно и надежно при 1 фемтоватте или меньше. Это в триллион раз меньше энергии, чем используется в типичных калибровках энергии».

В квантовых экспериментах энергия измеряется с помощью специального термометра, называемого Манометр. Он отслеживает температуру через крошечную полоску материала — обычно это металл или полупроводник, — электрическое сопротивление которого меняется при поглощении энергии.

Исследователи добавили в новую систему нагреватель известного тока и напряжения. Точно зная, сколько тепла было введено, ученые обнаружили очень небольшие сдвиги энергии очень слабыми микроволнами.

Одна из причин, по которой квантовая физика так сложна, заключается в том, что квантовые системы очень хрупкие и могут быть нарушены или затронуты малейшими возмущениями, в том числе инструментами, которые мы используем для их измерения. Одним из способов, которым может помочь новый подход, является выявление этих расстройств.

«Для получения точных результатов измерительные линии, используемые для контроля битов, должны быть при очень низких температурах, без каких-либо тепловых фотонов и избыточного излучения». Он говорит Квантовый физик Микко Мёттонен из Университета Аалто в Финляндии.

«Теперь, с помощью этого манометра, мы действительно можем измерять температуру излучения без помех со стороны схемы кубита».

Новая установка известна как наноразмерная, и ранние испытания слабых микроволн, проходящих через радиочастотную линию передачи, показали, что устройство может точно регистрировать изменения энергии.

Эта работа строится на предыдущий поиск в создании тензометра, способного измерять энергетическое состояние кубита. Этот подход является масштабируемым и не потребляет много энергии, устраняя любые потенциальные помехи кубитов.

Мочемеры можно использовать в самых разных сценариях, в том числе в составе телескопов дальнего космоса, но если их можно использовать практически на кубитах, значит, мы на шаг ближе к полностью реализованным системам квантовых вычислений.

«Микроволновые измерения используются в радиосвязи, радиолокации и во многих других областях». Добавлять озеро. «У них есть свои способы проведения точных измерений, но не было возможности сделать то же самое при измерении очень слабых микроволновых сигналов квантовой технологии».

«Барометр — это передовой диагностический инструмент, который до сих пор отсутствовал в наборе инструментов квантовых технологий».

Исследование опубликовано в Обзор научных инструментов.