Au centre se trouve une image montrant l'oscillateur mécanique qui a été refroidi jusqu'à son état fondamental puis excité avec succès par un seul quanta d'énergie. La simulation de la forme du mode mécanique utilisée dans l'expérience est illustrée ci-dessus. L'image du bas montre une impression d'artiste d'une distribution quasi probabiliste de l'état quantique. Crédit :Moritz Forsch / TU Delft
(Phys.org)—Une équipe de chercheurs de l'Université de Vienne en Autriche et de l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas a développé une technique utilisant des photons pour contrôler et mesurer les phonons. Dans leur article publié dans la revue Science , l'équipe décrit leur technique et suggère que leur travail aurait pu jeter les bases d'une méthode pour stocker des informations dans un ordinateur quantique.
Les phonons sont des vagues de particules se déplaçant ensemble à travers un matériau, comme les vagues de l'océan, ils se propagent, laissant les particules à travers lesquelles ils se déplacent dans leur état d'origine. Des recherches antérieures ont montré que les phonons ont des caractéristiques comportementales qui ressemblent à des particules, c'est pourquoi elles ont été étiquetées quasiparticules, et aussi pourquoi ils ont été d'un intérêt dans tant de recherches récentes. Les scientifiques s'intéressent aux phonons car ils peuvent constituer un pont entre le monde classique et le monde quantique. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé un moyen non seulement de mesurer les phonons au fur et à mesure qu'ils se propagent, mais montrer qu'il est possible de les contrôler, également.
La technique consistait à tirer une impulsion de lumière bleue sur ce qu'ils décrivent comme un nanofaisceau de silicium microfabriqué, une forme de cristal optomécanique. Il a été conçu pour vibrer de manière particulière lorsqu'il est touché par un photon. Lorsque la lumière bleue a frappé l'appareil, il a créé des phonons. Ils ont ensuite tiré une impulsion de lumière rouge sur les phonons pour induire une interaction d'échange d'état. Ces photons ont ensuite été réfléchis vers un détecteur de photons et ont ensuite été analysés à l'aide de l'interférométrie Hanbury Brown et Twiss. Les chercheurs ont utilisé l'état des photons pour déterminer l'état non classique des phonons dans l'appareil. L'équipe a montré que les phonons individuels se déplaçant dans un cristal suivent les lois de la mécanique quantique par opposition à la physique classique.
Les chercheurs soulignent qu'en raison de ses propriétés quantiques et de l'utilisation de la lumière, la technique offre une voie possible vers l'utilisation des phonons comme moyen de stockage d'informations quantiques du type qui pourrait être nécessaire dans un ordinateur quantique.
© 2017 Phys.org
