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光のフォトンによるフォノンの制御

02.10.2017

オーストリアのウィーン大学とオランダのデルフト工科大学の研究者グループは、光子を使用して音響振動量子、フォノンの特定のパラメーターを測定および制御できるようにする新しい方法を開発しました。この方法は、新しいタイプの情報ストレージおよび処理デバイスの基礎となり、それに基づいて量子コンピューターと通信システムが構築されます。

科学者たちは、フォノンが粒子のような挙動を示すことに長い間気づいていました。そのため、フォノンは準粒子として分類されました。さらに、フォノンの非物質的な性質により、古典物理学の世界と量子の世界との間の架け橋としてフォノンを使用することが可能になります。しかし、この目的でフォノンを使用できるようにするためには、フォノンを取得するだけでなく、量子状態に関与するパラメーターを測定および制御できる必要があります。

科学者によって開発された新しい方法は、高エネルギーの青色光のパルスに基づいており、特定の形状を持ついわゆるシリコンオプトメカニカル結晶を照らします。青色光の光子のエネルギーの影響下で、結晶は特別な方法で振動し始め、フォノンがその媒体に現れます。これらのフォノンと相互作用するために、科学者は低エネルギーの赤色光のパルスを使用します。赤色光の光子は、量子状態に影響を与えることなくフォノンと相互作用します。そのうちのいくつかは反射され、これらの光子のすべての主要なパラメーターを測定する干渉計センサーによって捕捉されます。

反射した赤色光の光子によって運ばれる情報には、結晶内のフォノンの状態に関する情報が含まれています。科学者によって収集されたデータは、結晶内のいくつかのフォノンが、古典物理学の法則よりも量子力学の法則に大きく従うことを示しました。さまざまな量子技術で使用できる量子粒子です。

研究中、科学者は、光の光子と結晶内のいくつかのフォノンの量子的性質により、新しい技術を使用して量子情報を保存できることを実証しました。また、シリコン共振器結晶のマトリックスは、量子プロセッサチップまたは十分に大きな体積の別の量子メモリチップに直接配置でき、その存在により量子コンピューティングシステムの機能を大幅に拡張できます。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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マイクロチップ上の光レーダー 12.01.2013

マサチューセッツ工科大学のエンジニアは、マイクロチップ上にフェーズドアレイアンテナのアナログを作成しました。これにより、光を正しい方向に向けることができ、ホログラフィックイメージを作成する可能性があります。

デバイスの動作原理は、現代の軍用レーダーに似ています。それらでは、無線パルスの単一の移動ソースの代わりに、多くの個々のエミッターの固定アレイ（マトリックス）が使用されます。これらのエミッターの波の位相は厳密に制御されています。隣接するエミッタ間の波の干渉により、特定の方向に狭く向けられたビームを作成することができます。個々のエミッターの位相を変えることにより、このビームは通常の重いレーダーでは達成できない速度で地平線に沿って「走る」ことができます。

エンジニアは、XNUMX つのシリコンマイクロチップ上でフェーズドアンテナアレイの動作原理を再現しました。デバイスの両方のバージョンは、シリコン導波路で接続されたアレイアンテナであり、外部ソース (レーザー) から光を受信します。

最初の静的バージョンでは、基板上に 4096 x 64 の列で 64 個のアンテナがありました。マイクロチップに乗ると、レーザーからの光がデバイスを介して伝播し、干渉の助けを借りて静止画像を形成します。 MIT インスティテュート。 8 番目の動的バージョンでは、8 x XNUMX 列のアンテナが少なくなりましたが、位相が変化する可能性があり、結果として得られる画像が移動しました。

既存の技術では、アンテナアレイのサイズが制限されないため、非常に大きくなる可能性があるとエンジニアは述べています。これは、このようなデバイスがホログラフィック放射のソースになり、工学、医療、またはホログラフィックディスプレイの作成に使用できることを意味します。

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