Un resonador nanomecánico enfriado hasta vibrar sólo en los 4 estados cuánticos más bajos

Por Francisco R. Villatoro, el 10 diciembre, 2009. Categoría(s): Ciencia • Física • Mecánica • Mecánica Cuántica • Noticias • Physics • Science • Termodinámica

Un cubit (bit cuántico) mecánico se puede lograr con un resonador nanomecánico, un sistema macroscópico que vibra como un oscilador armónico simple en un baño térmico. Si se le enfría cerca del cero absoluto sus estados de energía son discretos y el resonador ocupará sólo los más bajos. En el estado de mínima energía su número de ocupación será igual a 1 y se comportará como un cubit. Rochelau et al. han logrado alcanzar el número de ocupación más bajo, un valor récord de 3.8 ± 1.3, lo que significa que el 21% del tiempo el resonador está en el estado de mínima energía. Para ello han enfriado hasta 146 mK (milikelvin) un resonador nanomecánico de Nb–Al–SiN tiene 30 μm. de longitud, 170 nm. de ancho y 140 nm. de grosor, vibra gracias a la excitación de un resonador superconductor (un película de Nb de 345 nm.) que se encuentra a sólo 75 nm. de distancia del mismo. Un gran trabajo ya que el récord anterior estaba en un número de ocupación de 25. Los investigadores creen que bajando la temperatura lograrán alcanzar un número de ocupación aún más bajo, con lo que finalmente permitirá lograr el tan deseado cubit nanomecánico. El artículo técnico es T. Rocheleau, T. Ndukum, C. Macklin, J. B. Hertzberg, A. A. Clerk, K. C. Schwab, «Preparation and detection of a mechanical resonator near the ground state of motion,» Nature, advance online publication 9 December 2009.



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