Команда исследователей из Стэнфордского университета под руководством профессора Амира Сафави-Наейни впервые в режиме реального времени зафиксировала исчезновение отдельного фонона. Результаты работы опубликованы 17 сентября в журнале Science. Фонон является минимальной дискретной единицей звуковой энергии, а процесс его внезапного перехода называется квантовым скачком.
В эксперименте использовался микромеханический резонатор, работающий по принципу камертона, который подключили к сверхпроводящему кубиту. Кубит выступает в роли детектора, считывающего состояние резонатора без разрушения квантового состояния вибрации. Устройство способно вибрировать около 2 миллисекунд, что позволило ученым провести сотни последовательных измерений.
В ходе наблюдений исследователи зафиксировали переход резонатора из состояния 1 в 0, что соответствует исчезновению одного фонона. Ранее квантовые скачки удавалось наблюдать в ионных ловушках в 1986 году и в фотонных системах в 2007 году. Новая технология может быть использована для улучшения коррекции ошибок в квантовых вычислениях и развития высокоточных сенсоров.
Ученые сотрудничают с командой Майкла Рукса из Калифорнийского технологического института для изучения возможности обнаружения белков внутри клеток. Также исследователи отмечают, что квантовый контроль звука в будущем может найти применение в потребительской электронике, включая смартфоны. Резонаторы изготавливаются с применением стандартных технологий производства чипов.
