美國科學家們?yōu)槲磥砘��?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=量子',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_1">量子物理技術(shù)開發(fā)了一種關(guān)鍵的實驗設(shè)備，可靠、緊湊、耐用、高效的聲學設(shè)備可以利用機械運動來執(zhí)行各種有用的任務(wù)，機械振蕩器就是這樣一個例子。例如，當被類似聲音的力移動時，設(shè)備的組件開始圍繞其原始位置來回移動。在手機、電腦和手表等無處不在的電子產(chǎn)品中，創(chuàng)建這種周期性運動是保持時間、過濾信號和感知運動的便捷方法。 qU#
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美國科學家們試圖將機械系統(tǒng)的好處帶入神秘量子領(lǐng)域的極小范圍，在這個領(lǐng)域中，原子以違反直覺的方式微妙地相互作用。為此，美國科學家們通過將微小的納米機械振蕩器與一種可以存儲和處理量子位或量子位信息形式能量的電路耦合，展示了新的能力。利用該設(shè)備的量子位，科學家們可以操縱機械振蕩器的量子態(tài)，產(chǎn)生各種量子力學效應(yīng)，很快就可以增強先進計算和超精密傳感系統(tǒng)。 }}Eko7'^  
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“有了這個設(shè)備，我們可以構(gòu)建基于機械系統(tǒng)的量子計算機和其他有用的量子設(shè)備，這是重要的一步。我們本質(zhì)上是在尋求建造機械量子力學系統(tǒng)�！笨茖W家們解釋道。“為了防止雜質(zhì)污染正在使用的敏感材料，我們利用了國家共享設(shè)施，在潔凈室里工作，通過專門的設(shè)備，我們在兩個硅計算機芯片上以納米級的分辨率制造了硬件組件。然后，我們將兩塊芯片疊在一起，使芯片底部的組件與上半部分的組件相對，形成三明治式。在底部芯片上，我們設(shè)計了一個鋁超導(dǎo)電路，形成了該設(shè)備的量子位。將微波脈沖發(fā)送到該電路中會產(chǎn)生光子（光粒子），從而在設(shè)備中編碼一個量子位的信息。與傳統(tǒng)的電子設(shè)備不同，傳統(tǒng)的電子設(shè)備將比特存儲為表示0或1的電壓，量子機械設(shè)備中的量子位也可以同時表示0和1的加權(quán)組合。這是因為被稱為疊加的量子力學現(xiàn)象，即一個量子系統(tǒng)同時存在于多個量子態(tài)中，直到系統(tǒng)被測量為止�！� bxO8q57  
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科學家們解釋說：“現(xiàn)實在量子力學層面上的運作方式與我們對世界的宏觀經(jīng)驗大不相同，頂部的芯片包含兩個納米機械諧振器，由懸浮的橋狀納米晶體結(jié)構(gòu)形成，只有幾十納米長。這些晶體由壓電混合金屬 材料制成。具有這種性質(zhì)的材料可以將電力轉(zhuǎn)換為運動，在這種裝置的情況下，這意味著量子位元光子傳遞的電場被轉(zhuǎn)換為一個稱為聲子的振動能量量子�！� #OH-LWZh  
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這個系統(tǒng)同時存在于兩種可能的狀態(tài)中：第一種是可能的量子狀態(tài)，表現(xiàn)是右側(cè)振蕩器振動，左側(cè)振子靜止，第二種可能的狀態(tài)顯示了占據(jù)左手振子的振動能量，該設(shè)備存在于兩種可能狀態(tài)的疊加態(tài)中，這意味著每個振蕩器都在同時移動，并且在被測量之前不會同時移動。對系統(tǒng)的測量只會產(chǎn)生所描述的兩個結(jié)果（括號內(nèi)）中的一個：如果觀察到左側(cè)振蕩器在振動，右振蕩器必然靜止，反之亦然。這說明了兩個振蕩器之間的糾纏：通過進行測量，只了解一個振蕩器的運動信息，觀察者還可以確定另一個振蕩器的狀態(tài)，而無需單獨測量。 c0u!V+V%  
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科學家們解釋道：“就像光波被量化成光子一樣，聲波被量化成被稱為聲子的粒子，通過在我們的設(shè)備中組合這些不同形式的能量，我們創(chuàng)造了一種混合量子技術(shù)，利用了兩者的優(yōu)勢。這些聲子的產(chǎn)生使得每一個納米機械振蕩器都像一個寄存器一樣工作，寄存器是計算機中可能最小的數(shù)據(jù)存儲元件，由量子位提供數(shù)據(jù)。與量子比特一樣，振蕩器也可以處于疊加狀態(tài)——它們可以同時被激發(fā)（代表1）和不被激發(fā)（代表0），超導(dǎo)電路使我們能夠準備、讀取和修改存儲在寄存器中的數(shù)據(jù)。”