Разработан квантовый усилитель на основе алмаза

В физике слабые микроволновые сигналы могут быть усилены с минимальным добавленным шумом. Например, искусственные квантовые системы, основанные на сверхпроводящих цепях, могут усиливать и обнаруживать одиночные микроволны, хотя и при температурах в милликельвины. Исследователи могут использовать естественные квантовые системы для малошумящего микроволнового усиления за счет эффектов вынужденного излучения; однако они генерируют более высокий шум при функциональных возможностях выше 1 Кельвина. В этой новой работе, опубликованной в журнале Science Advances , Александр Шерман и группа ученых-химиков из Израильского технического технологического института в Хайфе использовали электронные спины в алмазе в качестве квантового микроволнового усилителя для работы с квантово-ограниченным внутренним шумом. выше температуры жидкого азота. Команда сообщила подробности о конструкции усилителя, коэффициенте усиления, полосе пропускания, мощности насыщения и шуме, чтобы облегчить недоступные до сих пор приложения в квантовой науке, технике и физике. Мазерная технология Связь в дальнем космосе, радиоастрономия и квантовые технологии зависят от достижений, которые облегчают усиление и обнаружение микроволновых сигналов с минимальным шумом. Эти приложения требуют очень слабого релевантного сигнала на уровне десятков сотен микроволновых фотонов в секунду. Любой шум, добавленный к сигналу в процессе усиления, может превысить потенциал обнаружения сигнала. Чтобы преодолеть это, ученые в настоящее время используют три различных типа усилителей для усиления и обнаружения микросигналов, добавляя при этом очень низкий уровень шума. Примеры включают обычные электронные усилители, усилители на основе сверхпроводящих цепей и параметрические усилители кинетической проводимости. Например, твердотельные мазеры эффективно работают при низких температурах, когда к сигналу добавляется несколько фотонов шума. В этой работе Шерман и его коллеги сделали мазерную технологию на шаг вперед, чтобы показать ее реальную функциональность как полное переосмысление ранее описанной работы той же группы. Результаты могут привести к реализации практического устройства, чьи свойства усиления и шума могут быть измерены для потенциальных приложений в квантовой науке. Новый мазерный прибор В то время как мазерная технология, которая использовалась до недавнего времени, основывалась на технологиях, разработанных в 1950-х и 1960-х годах , теперь она заменена обычными электронными усилителями для простоты функциональности. Квантовая технология может усиливать очень слабые микроволновые сигналы с производительностью, ограниченной квантовым шумом, для приложений по считыванию квантовых битов и для обнаружения темной материи. Однако их дальнейшее функционирование и область применения зависят от сверхнизких криогенных температур. В результате исследователи используют современные мазерные технологии в качестве решения. Команда разработала новый мазер для создания микроволнового усилителя с определенными р...

Сообщает android-robot.com

 

Опубликовано: 14:00, 20.12.2022

 

Новость из рубрики:

 

Поделиться новостью:

 

Топ новости часа

• Twitch: платформа для заработка на стриминге и доходах от рекламы...
• Зеленский ввел санкции против ФСБ, Совфеда и Минфина России...
• Сергей Шойгу озвучил главную задачу ВС России на 2023 год...
• Компания Samsung представила среднебюджетный смартфон Samsung Galaxy A14 5G...
• Что происходит после ввода войск России на Украину. День 334-й // Онлайн-трансляция: последние новости и заявления 23 января...
• Что можно сделать, пока готовит мультиварка...