研究人员分裂声子迈向新型线性机械量子计算机

这些实验是此类实验中的第一次，可能会导致计算领域的新进展。

芝加哥大学的一个团队探索了声子的量子特性，声子是传输声音的量子粒子。他们已经表明，声子可以“分裂”成量子叠加态，表现得像光子，这表明声子可以用于新型量子计算机，即线性机械量子计算机，它可以执行独特的计算。

当我们听我们最喜欢的歌曲时，听起来像是连续不断的音乐波实际上是以称为声子的微小量子粒子包的形式传输的。

量子力学定律认为，量子粒子基本上是不可分割的，因此不能分裂，但芝加哥大学普利兹克分子工程学院 (PME) 的研究人员正在探索当你试图分裂声子时会发生什么。

在两个实验中——同类实验中的第一个——由 Andrew Cleland 教授领导的团队使用一种称为声学分束器的装置来“分裂”声子，从而证明它们的量子特性。通过证明分束器可用于为一个声子诱导特殊的量子叠加态，并进一步在两个声子之间产生干涉，研究团队迈出了创建新型量子计算机的第一个关键步骤。

该结果最近发表在《科学》杂志上，并建立在普利兹克分子工程团队多年在声子方面的突破性工作的基础上。

在实验中，研究人员使用的声子音调比人耳所能听到的高大约一百万倍。此前，Cleland 和他的团队弄清楚了如何创建和检测单个声子，并且是第一个纠缠两个声子的人。

为了展示这些声子的量子能力，包括 Cleland 的研究生 Hong Qiao 在内的团队创造了一个分束器，可以将一束声波分成两半，传输一半并将另一半反射回其源(分束器已经存在用于光并且具有被用来证明光子的量子能力)。整个系统，包括两个用于产生和检测声子的量子位，在极低的温度下运行，并使用单独的表面声波声子，这些声子在材料表面传播，在这种情况下，铌酸锂。

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