Квантовая электродинамика резонатора ( КЭД резонатора ) - это исследование взаимодействия между светом, заключенным в отражающей полости, и атомами или другими частицами в условиях, когда важна квантовая природа световых фотонов. В принципе, его можно использовать для создания квантового компьютера .
Случай одиночного двухуровневого атома в полости математически описывается моделью Джейнса-Каммингса и испытывает вакуумные осцилляции Раби , то есть между возбужденным атомом и фотонами и атомом в основном состоянии и фотонами.
Если полость находится в резонансе с атомным переходом, полупериод колебаний, начинающийся без фотонов, когерентно меняет состояние кубита атома на поле полости, и может быть повторен, чтобы снова поменять его местами; его можно использовать как источник одиночных фотонов (начиная с возбужденного атома) или как интерфейс между квантовым компьютером атома или захваченного иона и оптической квантовой связью .
Другая длительность взаимодействия создает сцепление между атомом и полем полости; например, четверть цикла на резонансе, начиная с, дает максимально запутанное состояние (состояние Белла ) . В принципе, его можно использовать как квантовый компьютер , математически эквивалентный квантовому компьютеру с захваченными ионами, в котором фотоны резонатора заменяют фононы.
Нобелевская премия по физике [ править ]
2012 Нобелевская премия по физике была присуждена Serge Haroche и Дэвид Вайнлендом за их работу по управления квантовыми системами. [1]
Харош родился в 1944 году в Касабланке, Марокко, а в 1971 году получил докторскую степень в Университете Пьера и Марии Кюри в Париже. Он разделяет половину приза за разработку новой области, называемой квантовой электродинамикой резонатора (CQED), в которой свойства атома контролируются путем помещения его в оптический или микроволновый резонатор. Харош сосредоточился на микроволновых экспериментах и перевернул технику с ног на голову - используя CQED для управления свойствами отдельных фотонов. [1]
В серии новаторских экспериментов Гарош использовал CQED для реализации знаменитого эксперимента Шредингера с кошкой, в котором система находится в суперпозиции двух очень разных квантовых состояний, пока в системе не будет произведено измерение. Такие состояния чрезвычайно хрупкие, и методы, разработанные для создания и измерения состояний CQED, теперь применяются при разработке квантовых компьютеров.
Ссылки [ править ]
- Герберт Вальтер; Бенджамин Т.Х. Варко; Бертольд-Георг Энглерт; Томас Беккер (2006). «Квантовая электродинамика резонаторов» . Rep. Prog. Phys . 69 (5): 1325–1382. Bibcode : 2006RPPh ... 69.1325W . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 69/5 / R02 . Длины микроволновых волн, атомы, проходящие через резонатор
- Р. Миллер; TE Northup; К. М. Бирнбаум; Бока; AD Boozer; Х. Дж. Кимбл (2005). «Захваченные атомы в полости QED: связь квантованного света и материи» . J. Phys. Летучая мышь. Мол. Опт. Phys . 38 (9): S551 – S565. Bibcode : 2005JPhB ... 38S.551M . DOI : 10.1088 / 0953-4075 / 38/9/007 . Длины оптических волн, захваченные атомы
- ^ a b Джонстон, Хэмиш (9 октября 2012 г.). «Пионеры квантового управления получили Нобелевскую премию 2012 года по физике» . Мир физики . Лондон . Проверено 9 октября 2013 .
| vтеКвантовая информатика | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общий |
| ||||||||
| Теоремы |
| ||||||||
| Квантовая коммуникация |
| ||||||||
| Квантовые алгоритмы |
| ||||||||
| Квантовая теория сложности |
| ||||||||
| Квантовые вычислительные модели |
| ||||||||
| Квантовая коррекция ошибок |
| ||||||||
| Физические реализации |
| ||||||||
| Квантовое программирование |
| ||||||||
| |||||||||
Темы квантовой механики