📰تقسیم‌کننده فونونی(phonon) مبتنی بر چیپ، شبکه‌های کوانتومی هیبریدی را به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.

▪️محققان دانشگاه فناوری دلفت یک کوپلر جهت‌دار مبتنی بر چیپ برای تقسیم فونون‌های تکی توسعه دادند که قطعه گمشده برای ساخت مدارهای کوانتومی فونونی مقیاس‌پذیر را پر می‌کند.
⬅️ فونون‌ها – بسته‌های کوچک ارتعاش مکانیکی که می‌توانند اطلاعات کوانتومی را حمل کنند – می‌توانند سیستم‌های کوانتومی مختلف را متصل کنند و شبکه‌های هیبریدی را برای محاسبات پیشرفته و ارتباطات کوانتومی امن ایجاد نمایند. سیمون گروبلاچر، رهبر تیم تحقیقاتی، تأکید کرد که برای مدارهای فونونی عملی، به مجموعه کاملی از اجزای چیپ‌بیس مانند تولیدکننده، راهنما، تقسیم‌کننده و آشکارساز فونون‌های تکی نیاز است. این دستگاه سیلیکونی، که در مجله Optica Quantum توصیف شده، از فونون‌های فرکانس بالا (GHz) محصور در راهنماهای کریستال فونونی استفاده می‌کند تا اطلاعات کوانتومی را بین سیستم‌هایی مانند کیوبیت‌های ابررسانا (برای محاسبات سریع) و سیستم‌های مبتنی بر اسپین (برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت) هدایت کند.

▪️این دستگاه با عملکرد در سطح کوانتومی، تقسیم انرژی قابل کنترل و عملیات فونون تکی را تأیید کرد.
⬅️ کوپلر جهت‌دار چهارپورت، مانند کوپلرهای نوری استاندارد، دو ورودی و دو خروجی دارد و در دماهای کریوژنیک با حالات کوانتومی فونون تکی کار می‌کند. آزمایش‌ها نشان داد که با تغییر طول کوپلینگ، نسبت‌های تقسیم قابل کنترل به دست می‌آید و با طرح هشداری فونون، رفتار آن به عنوان یک تقسیم‌کننده پرتو برای فونون‌های تکی – حالات کوانتیده حرکت مکانیکی – تأیید شد. این دستگاه ارتعاشات را مانند یک تقاطع در "مسیر پستی کوانتومی" تقسیم، هدایت یا ترکیب می‌کند، تا تحریک ایجادشده در یک پردازنده به پردازنده دیگر یا چندین گیرنده منتقل شود.

▪️این پیشرفت مسیر را برای روترهای کوانتومی روی چیپ، حسگرهای مکانیکی فوق‌حساس و آزمایش‌های کوانتومی متنوع هموار می‌کند.
⬅️ برخلاف پلتفرم‌های مبتنی بر موج صوتی سطحی که به دلیل تلفات بالا و ساختار دوبعدی باز، دستگاه‌های بزرگی ایجاد می‌کنند، فونون‌های محصور در این کوپلر، دستگاه‌های کوچکتر و مقیاس‌پذیرتر با عمر طولانی‌تر فونون و تداخل پیچیده قبل از تخریب خواص کوانتومی فراهم می‌کنند. محققان اکنون در حال افزودن اجزای فونونی پیشرفته‌تر، بهبود ساخت برای کاهش تلفات و ادغام در دستگاه‌های چندجزئی مانند تداخل‌سنج‌ها هستند. این دستگاه، مانند همتای نوری‌اش، می‌تواند کلیدی برای انتقال اطلاعات کوانتومی بین سیستم‌های مختلف و بهره‌برداری از پتانسیل سیستم‌های کوانتومی هیبریدی باشد.

🔗مطالعه کامل خبر 
🔗مطالعه مقاله 

🖋نویسنده خبر: فاطمه نگهبان 

#اخبار_کوانتوم 
#خبر 
#فونون 
#شبکه_کوانتومی 
#فناوری_کوانتومی 

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution