Een team van onderzoekers van de Universiteit van Chicago heeft een circuitplatform ontwikkeld voor de verkenning van kwantummaterie gemaakt van sterk interagerende microgolffotonen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep schetst hun platform en hoe het kan worden gebruikt.

Als onderdeel van de poging om een ​​bruikbare kwantumcomputer te maken, wetenschappers hebben supergeleidende circuits onderzocht, die controleerbaar zijn, hebben lange coherentietijden en hebben sterke interacties - kenmerken die nodig zijn bij het bestuderen van kwantummaterialen met microgolffotonen. De onderzoekers merken ook op dat fotonenverliezen in dergelijke circuits (dissipatie) de vorming van fasen met veel lichamen kunnen tegenhouden. Om dit probleem aan te pakken, ze hebben een veelzijdig circuitplatform ontwikkeld voor het afhandelen van fasen met meerdere lichamen via reservoirtechniek, wat resulteert in een Mott-isolator om verliezen te verminderen.

Het schema omvat het bedenken van een kleine locatie die een transmon wordt genoemd en overwegen hoe het een enkel foton zou kunnen huisvesten. In een dergelijk scenario, als de transmon leeg is, het is eenvoudig om een ​​foton toe te voegen door te duwen met een door een magnetron opgewekt elektrisch veld, maar dit zou ook elk foton kunnen verwijderen dat al is gehuisvest. In plaats daarvan, de onderzoekers stellen voor om een ​​reservoir toe te voegen en fotonen als paren in de transmon te duwen - elk extra foton zou op natuurlijke wijze in het reservoir terechtkomen. In het geval dat er al een foton in de transmon zit, het zou op zijn plaats blijven in plaats van naar het reservoir te gaan. Volgende, de onderzoekers stelden zich voor het schema uit te breiden door meer transmonen toe te voegen om een ​​ketting te vormen. Een toegevoegd foton zou zijn weg door de keten vinden, en als er geen locaties leeg waren, het zou in het reservoir terechtkomen. Eventueel, het systeem bereikt een punt waarop alle locaties in de keten zijn gevuld met enkele fotonen - dit zou een Mott-isolatortoestand vertegenwoordigen.

De onderzoekers merken op dat een dergelijk schema flexibel zou zijn en dus zou kunnen worden toegepast op systemen met verschillende vormen, maten en koppelingen. Ze merken ook op dat het schema kan worden gebruikt om elke lacune in de materie voor te bereiden. Zij wijzen erop dat om een ​​dergelijk schema praktisch te maken, er zijn nog twee nieuwe ontwikkelingen nodig:een manier om het uit te breiden naar een groter systeem en een manier om de kwaliteit van de voorbereiding te verbeteren.

© 2019 Wetenschap X Netwerk