A fim de explorar as propriedades da física quântica tecnologicamente, objetos quânticos e sua interação devem ser controlados com precisão. Em muitos casos, isso é feito usando luz. Pesquisadores da Universidade de Innsbruck e do Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica (IQOQI) da Academia Austríaca de Ciências desenvolveram agora um método para tratar individualmente os emissores quânticos usando pulsos de luz personalizados. "Não é apenas importante controlar e ler individualmente o estado dos emissores, "diz Oriol Romero-Isart, "mas também fazê-lo deixando o sistema o menos perturbado possível." Junto com Juan Jose Garcia-Ripoll (bolsista visitante do IQOQI) do Instituto de Fisica Fundamental de Madrid, O grupo de pesquisa de Romero-Isart agora investigou como pulsos especificamente projetados podem ser usados ​​para focar a luz em um único emissor quântico.

Pulso de luz autocompressor

"Nossa proposta é baseada em pulsos de luz chilreados, "explica Silvia Casulleras, primeiro autor do artigo de pesquisa. "A frequência desses pulsos de luz depende do tempo." Então, semelhante ao chilrear dos pássaros, a frequência do sinal muda com o tempo. Em estruturas com certas propriedades eletromagnéticas - como guias de onda - as frequências se propagam em velocidades diferentes. "Se você definir as condições iniciais do pulso de luz corretamente, o pulso se comprime a uma certa distância, "explica Patrick Maurer da equipe de Innsbruck." Outra parte importante do nosso trabalho foi mostrar que o pulso permite o controle de emissores quânticos individuais. "Esta abordagem pode ser usada como uma espécie de controle remoto para abordar, por exemplo, bits quânticos supercondutores individuais em um guia de onda ou átomos próximos a um cristal fotônico.

Vasta gama de aplicações

Em seu trabalho, agora publicado em Cartas de revisão física , os cientistas mostram que este método não funciona apenas com luz ou pulsos eletromagnéticos, mas também com outras ondas, como oscilações de rede (fônons) ou excitações magnéticas (magnons). O grupo de pesquisa liderado pelo físico experimental de Innsbruck Gerhard Kirchmair, deseja implementar o conceito de qubits supercondutores no laboratório em estreita colaboração com a equipe de teóricos.