Створено перший у світі квантовий метаматеріал

Російсько-німецька група фізиків під керівництвом Олексія Устинова створила перший у світі квантовий метаматеріал на основі твердотільних надпровідних кубітів.

Основою пристрою стали 20 C-подібних розірваних алюмінієвих кілець, охолоджених до температури в декілька десятків милликельвин. Такі кільця зазвичай використовуються фізиками в ролі кубітів, — пристроїв, здатних подібно атомам зберігати квантову інформацію.

У новому пристрої 20 таких метаатомов були об’єднані в квантову систему завдяки тому, що всі вони перебували в безпосередній близькості один від одного і мікрохвильового резонатора. Це різко посилило взаємодія окремих кубітів між собою, що експериментально проявлялося у вигляді невеликого, але помітної зміни фази поглинаються і переиспускаемых фотонів.

Мікрохвильові резонатори, подібні використаному в роботі авторів, зазвичай застосовуються для створення метаматеріалів — пристроїв, в яких маніпуляція структурою в масштабі значно менше довжини хвилі дозволяє отримати незвичайні макроскопічні властивості. Показано, наприклад, що з таких резонаторів можна створити плащі-невидимки для мікрохвильового випромінювання, аналоги чорних дірок або лінзи з екзотичними властивостями.

Досі, однак, всі такі матеріали створювалися з класичних резонаторів, які не мають квантовими властивостями. Як Олексій Устінов раніше пояснив у розмові з «Стрічкою.ру», квантові метаматеріали відрізняються від класичних насамперед набагато більшою силою взаємодії кубітів з електромагнітним полем та відсутністю втрат за рахунок опору: «вся наука, яка створена для атомної фізики та квантової оптики, тут застосовується лише частково, тому що при дуже сильному взаємодії виникає зовсім інша, нова фізика».

За словами авторів, квантові метаматеріали можуть бути використані для створення детекторів одиночних мікрохвильових фотонів, перемикачів фази і великої кількості інших пристроїв.

Опис з’явилося у вигляді препринти в архіві Корнельського університету, про роботі також пише блог Technology Review.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *