In diesem Beitrag geht es um die Bedeutung von Phonons in der Quantenmechanik und deren Rolle bei der Entwicklung von Quantum Computing. Erfahren Sie mehr über die neuesten Forschungsergebnisse und die potenziellen Auswirkungen auf die Technologie der Zukunft.
Die Quantenmechanik ist ein faszinierendes Gebiet, das uns ermöglicht, die grundlegenden Eigenschaften der Natur auf einer mikroskopischen Ebene zu verstehen. Ein wichtiger Teil davon sind Phonons, die indivisible Teilchen sind und den Klang in Form von Schallwellen ausmachen. Ähnlich wie bei Photonen, die das Licht darstellen, müssen auch Phonons den Gesetzen der Quantenmechanik gehorchen. Sie können sich paradoxerweise an zwei Orten gleichzeitig befinden und sich in einem sogenannten "Überlagerungszustand" befinden. Diese faszinierenden Eigenschaften haben das Potenzial, die Entwicklung von Quantum Computing zu revolutionieren.
Unser Forschungsteam an der Pritzker School of Molecular Engineering an der University of Chicago widmet sich der Erforschung der fundamentalen quantenmechanischen Eigenschaften von Phonons. Wir verwenden akustische Spiegel, um die Quanteneigenschaften von Phonons zu untersuchen. In unseren neuesten Experimenten haben wir sogenannte "schlechte" Spiegel verwendet, die den Schall teilweise reflektieren und teilweise durchlassen. Wir wollten herausfinden, was passiert, wenn wir einen Phonon auf einen solchen Spiegel richten.
Nachdem der Phonon mit dem Spiegel interagiert hat, befindet er sich in einem "Überlagerungszustand", in dem er sowohl reflektiert als auch durchgelassen wird. Wenn wir den Phonon messen, besteht eine gleiche Wahrscheinlichkeit, dass er reflektiert oder durchgelassen wird. Ohne die Messung bleibt der Phonon im Überlagerungszustand.
Unsere Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass Phonons ähnliche Eigenschaften wie Photonen haben und ebenfalls in Überlagerungszustände versetzt werden können. Darüber hinaus haben wir herausgefunden, dass zwei identische Phonons, die gleichzeitig auf den Spiegel gerichtet werden, miteinander interferieren können und einen komplexeren Überlagerungszustand erzeugen. Diese Erkenntnisse könnten einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von Quantum Computing leisten und uns in eine Zukunft führen, in der diese revolutionäre Technologie weit verbreitet ist.
