由布里斯托大學(xué)（University of Bristol）領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可用于構(gòu)建超高精度量子傳感器。

當(dāng)單個(gè)原子發(fā)射光，它們?cè)诜Q為光子離散分組這樣做。

測(cè)量此光時(shí)，這種離散或“顆�！毙再|(zhì)導(dǎo)致其亮度波動(dòng)特別低，因?yàn)橛肋h(yuǎn)不會(huì)同時(shí)發(fā)射兩個(gè)或多個(gè)光子。

這種特性在開發(fā)以低波動(dòng)為關(guān)鍵的未來(lái)量子技術(shù)時(shí)特別有用，并且引起了人們對(duì)工程系統(tǒng)的興趣激增，工程系統(tǒng)在發(fā)光時(shí)像原子一樣工作，但是其性質(zhì)更易于定制。

眾所周知，這些“人造原子”通常是由固體材料制成，實(shí)際上是更大的物體，在其中不可避免地存在振動(dòng)，通常被認(rèn)為是有害的。

然而，由布里斯托大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)合作小組現(xiàn)已確定，與自然原子系統(tǒng)相比，人造原子中這些自然發(fā)生的振動(dòng)可以令人驚訝地導(dǎo)致亮度波動(dòng)的抑制作用更大。

作者，包括謝菲爾德大學(xué)和曼徹斯特大學(xué)的學(xué)者，都表明，這些低波動(dòng)可用于構(gòu)建本質(zhì)上比沒(méi)有振動(dòng)的量子傳感器更精確的量子傳感器。

他們的發(fā)現(xiàn)今天發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

布里斯托大學(xué)物理學(xué)院的首席研究員，量子工程學(xué)講師達(dá)拉·麥卡奇頓博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究的意義是深遠(yuǎn)的。

“通常人們總是認(rèn)為存在于這些相對(duì)較大的人造原子中的振動(dòng)對(duì)它們發(fā)出的光是有害的，因?yàn)橥ǔＵ駝?dòng)會(huì)攪動(dòng)能級(jí)，因此產(chǎn)生的波動(dòng)會(huì)被壓印到所發(fā)出的光子上。

“不過(guò)，這里發(fā)生的是，在低溫下，振動(dòng)環(huán)境起到了冷卻系統(tǒng)的作用-從某種意義上說(shuō)凍結(jié)了能級(jí)，進(jìn)而抑制了所發(fā)射光子的波動(dòng)�！�

這項(xiàng)工作為這些人造原子開辟了一個(gè)新的視野，在這種視野中，它們的固態(tài)特性實(shí)際上可以很好地利用，以產(chǎn)生使用自然原子系統(tǒng)無(wú)法產(chǎn)生的光。

它還為使用人造原子進(jìn)行量子增強(qiáng)感測(cè)的一系列新應(yīng)用打開了大門，從可以用于測(cè)量大腦中信號(hào)的小規(guī)模磁力測(cè)量一直到顯示宇宙過(guò)程的全尺寸引力波檢測(cè)在星系的中心。