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Los físicos desarrollan un "micrófono cuántico" que puede medir partículas de sonido individuales

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Las partículas de sonido conocidas como fonones son paquetes de energía vibratoria emitidos por átomos. Dependiendo de sus frecuencias, se manifiestan como sonido o calor.

Al igual que los fotones, que son los portadores cuánticos de luz, los fonones se cuantifican. Sus energías vibratorias tienen valores discretos.

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Imposible medir estados de fonones

Sin embargo, hasta ahora ha sido imposible medir los estados fonéticos. Esto se debe a que las diferencias de energía entre los estados son increíblemente pequeñas. Puede que todo haya cambiado.

Los físicos de Stanford han desarrollado un "micrófono cuántico" capaz de medir fonones. El dispositivo puede ver la introducción de computadoras cuánticas que operan manipulando el sonido en lugar de la luz, haciéndolos más pequeños y más eficientes.

"Esperamos que este dispositivo permita nuevos tipos de sensores cuánticos, transductores y dispositivos de almacenamiento para futuras máquinas cuánticas", dijo el líder del estudio Amir Safavi-Naeini, profesor asistente de física aplicada en la Escuela de Humanidades y Ciencias de Stanford.

El dispositivo ha sido denominado "el micrófono más sensible del mundo" y consiste en una invención capaz de medir los estados de Fock y, por lo tanto, el número de fonones. Los estados de Fock representan la energía de un sistema mecánico.

Estos estados se expresan según el número de fonones que generan. Por ejemplo, un "estado de 1 Fock" consiste en un fonón de una energía particular. Cuanto más alto sea el estado de Fock, más fuerte será el sonido.

"La mecánica cuántica nos dice que la posición y el impulso no se pueden conocer con precisión, pero no dice nada sobre la energía", dijo Safavi-Naeini. "La energía se puede conocer con infinita precisión".

Los físicos idearon un micrófono cuántico hecho de resonadores nanomecánicos superenfriados acoplados con un circuito superconductor que contiene pares de electrones que se mueven sin resistencia. El circuito forma un bit cuántico que se puede leer electrónicamente.

Nuevos tipos de dispositivos

Esto es emocionante porque dominar la capacidad de generar y detectar fonones podría conducir a nuevos tipos de dispositivos que sean capaces de almacenar y recuperar información codificada como partículas de sonido en lugar de luz. Estos dispositivos serían más compactos y eficientes que las máquinas cuánticas que usan fotones porque los fonones son más fáciles de manipular y tienen longitudes de onda mucho más pequeñas que las partículas de luz.

"En este momento, la gente está usando fotones para codificar estos estados. Queremos usar fonones, lo que trae consigo muchas ventajas", dijo Safavi-Naeini. "Nuestro dispositivo es un paso importante hacia la fabricación de una computadora 'mecánica cuántica'".

El dispositivo se detalla en un estudio en la revistaNaturaleza.


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Comentarios:

  1. Gojinn

    Me uno. Estoy de acuerdo con todo lo mencionado anteriormente. Discutamos esta pregunta. Aquí o en PM.

  2. Nitis

    Este tema solo incomparablemente :), me gusta.

  3. Ainsworth

    Vi algo similar en los blogs en inglés, en la runet sobre esto de alguna manera no verás publicaciones muy a menudo.

  4. Andrei

    Hablemos, tengo algo que decir.

  5. Subhan

    ¿Deja que te ayuden?



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