Natuurkundigen van de Technische Universiteit in München (TUM) hebben samen met collega’s van enkele andere onderzoeksinstituten in Duitsland en Spanje een ultrasterke koppeling tussen microgolf-fotonen en atomen van een nano-schakeling gerealiseerd. Zo’n nano-schakeling kan zich als een kwantumbit gedragen, waarvan de koppeling met fotonen van belang is voor de ontwikkeling van kwantumcomputers.
Het eenvoudigste systeem waarmee de koppeling tussen licht en materie kan worden onderzocht, bestaat uit een trilholte die exact één foton en één atoom bevat (Cavity Quantum Electrodynamics, cavity QED). In deze opstelling is de wisselwerking echter erg zwak. Een sterkere koppeling kan worden bereikt met nanoschakelingen (circuit QED) die tot dichtbij het absolute nulpunt worden gekoeld. Bij deze lage temperatuur worden metalen zoals aluminium supergeleidend. De geleiders in de nanoschakeling, die enkele nanometers dik zijn, gedragen zich dan als één kunstmatig atoom dat de wetten van de kwantummechanica volgt en zich als een kwantumbit gedraagt.
Het onderzoeksteam gebruikte een trilholte van niobium waarin het uit een aluminium schakeling bestaande ‘atoom’ zodanig werd geplaatst dat een optimale wisselwerking met het foton werd bereikt. Deze was tienmaal sterker dan tot nu toe in dergelijke experimenten werd gerealiseerd.
De resultaten van het onderzoek werden gepubliceerd in de on-line editie van het tijdschrift Nature Physics.
Meer info:
http://portal.mytum.de/pressestelle/pressemitteilungen/news_article.2010-07-29.9125867312
Achtergrondartikelen
Wachtwoord vergeten?
)
