Un equipo de investigadores ha medido con precisión la fuerza en una escala un billón de veces más pequeña de lo que es posible con instrumentos estándar. Esto significa que la radiación de microondas se puede evaluar con mayor precisión en los experimentos de física cuántica.
Poder medir la energía a niveles extremadamente bajos es útil para los científicos que construyen sistemas cuánticos, sistemas que son increíblemente pequeños y, por lo general, increíblemente fríos en términos de temperatura. Ahora podemos tomar estas medidas con mucha más precisión.
Por ejemplo, el nuevo sistema podría usarse para preparar y calibrar mejor los qubits, las partículas en el centro de las computadoras cuánticas que reemplazan a los qubits clásicos, para garantizar que funcionen según lo previsto y que las lecturas que producen sean correctas.
«Los sensores de potencia comerciales suelen medir la potencia en una escala de milivatios», Él dice Russell Lake, científico sénior de la empresa de tecnología cuántica Bluefors en Finlandia.
«Este manómetro hace esto de manera precisa y confiable a 1 femtovatio o menos. Eso es un billón de veces menos energía que la que se usa en las calibraciones de energía típicas».
En los experimentos cuánticos, la energía se mide usando un termómetro especial llamado Manómetro. Realiza un seguimiento de la temperatura a través de una pequeña tira de material, generalmente un metal o un semiconductor, que cambia su resistencia eléctrica a medida que absorbe energía.
Los investigadores agregaron un calentador de corriente y voltaje conocidos al nuevo sistema. Al saber con precisión cuánto calor se introdujo, los científicos detectaron cambios de energía muy pequeños por microondas muy débiles.
Parte de la razón por la que la física cuántica es tan difícil es que los sistemas cuánticos son muy frágiles y pueden romperse o interferir con las perturbaciones más pequeñas, incluidos los instrumentos que usamos para tratar de medirlos. Una forma en que el nuevo enfoque puede ayudar es detectando estos trastornos.
«Para obtener resultados precisos, las líneas de medición utilizadas para controlar las brocas deben estar a temperaturas muy bajas, libres de fotones térmicos y exceso de radiación». Él dice El físico cuántico Mikko Möttönen de la Universidad Aalto de Finlandia.
«Ahora, con este manómetro, podemos medir la temperatura de radiación sin la interferencia del circuito qubit».
La nueva configuración se conoce como nanoescala, y las primeras pruebas en microondas débiles que pasan a través de una línea de transmisión de radiofrecuencia mostraron que el dispositivo podía registrar con precisión los cambios en la energía.
Este trabajo se basa búsqueda anterior en la creación de un medidor de tensión capaz de medir el estado de energía del qubit. Este enfoque es escalable y no usa mucha energía mientras elimina cualquier posible interferencia de qubit.
Los medidores de orina se pueden usar en una variedad de escenarios, incluso como parte de telescopios del espacio profundo, pero si se pueden usar prácticamente en qubits, significa que estamos un paso más cerca de los sistemas de computación cuántica completamente realizados.
«La medición de microondas se produce en las comunicaciones por radio, la tecnología de radar y muchos otros campos», Agregar lago. «Tienen sus formas de hacer mediciones precisas, pero no había forma de hacer lo mismo al medir las señales de microondas muy débiles de la tecnología cuántica».
«El barómetro es una herramienta de diagnóstico avanzada que no se encontraba en la caja de herramientas de la tecnología cuántica hasta ahora».
Investigación publicada en Revisión de herramientas científicas.
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