Många moderna tekniska framsteg och enheter är baserade på förståelse av kvantmekanik. Jämfört med halvledare, hårddiskar eller lasrar, kvantenheter är olika i den meningen att de direkt utnyttjar kvanttillstånd. Ett stort mål med området är att utveckla en fungerande kvantdator som är teoretiserad att överträffa traditionella datorer i vissa svåra beräkningsuppgifter. Forskare vid University of Uleåborg och Aalto University har publicerat en granskningsartikel om fysik relaterad till kvantanordningar i Rapporter om framsteg i fysik .
Ett centralt begrepp inom kvantmekaniken är energinivån. När ett kvantmekaniskt system som en atom absorberar en mängd energi från ljus, den är upphetsad från en lägre till en högre energinivå. Att ändra separationen mellan energinivåerna kallas frekvensmodulation. I kvantenheter, frekvensmodulering används för att kontrollera interaktioner, framkalla övergångar mellan kvanttillstånd och konstruera konstgjorda energistrukturer.
"Grunden för kvantmekanisk frekvensmodulering har varit känd sedan 1930 -talet. Men genombrottet för olika kvanttekniker på 2000 -talet har skapat ett behov av bättre teoretiska verktyg för frekvensmodulering av kvantsystem, säger Matti Silveri, för närvarande en postdoktoral forskare från University of Uleåborg.
Att förstå och använda frekvensmodulering är viktigt för att utveckla mer exakta kvantanordningar och snabbare kvantportar för småskaliga kvantdatorer inom en snar framtid. Forskningsområdet kvantanordningar och datorer växer snabbt och det har nyligen dragit till sig investeringar från stora teknikföretag som Google, Intel, IBM och Microsoft.
"Vi ville granska de senaste experimentella och teoretiska framstegen med olika typer av kvantsystem under frekvensmodulering. Vi hoppas kunna påskynda forskningen inom detta område, "säger docent Sorin Paraoanu från Aalto University.
Artikeln diskuterar fysiken för frekvensmodulering i supraledande kvantkretsar, ultrakylda atomer, kvävevakanscentra i diamant- och nanoelektromekaniska resonatorer. Med dessa plattformar, energinivåer kan noggrant moduleras med spänning, mikrovågor eller lasrar i experimentella inställningar. De teoretiska resultaten av artikeln är allmänna och kan tillämpas på olika kvantsystem.
