斯坦福大学的物理学家创造量子麦克风来计算声音粒子

斯坦福大学的物理学家创造了一种他们称之为“量子麦克风”的设备，该设备足够灵敏，可以测量称为声子的单个声音粒子。科学家们表示，新设备将为未来的量子机器提供新型的量子传感器、换能器和存储设备。

声子是爱因斯坦于 1907 年首次提出的东西，是由抖动的原子发出的振动能量包的名称。数据包根据其频率表现为声音或热量。声子具有仅限于离散值的振动能量。

机械系统的能量可以根据它产生的声子数量用不同的“Fock”状态表示为 0、1、2 等。斯坦福大学的团队创造了世界上最灵敏的麦克风，它使用量子原理来拾取原子的低语。它通过测量 Fock 状态以及声子数量来实现这一点。

科学家们知道 1 Fock 状态有一个声子，2 Fock 状态有两个，依此类推。量子麦克风由一个过冷的纳米机械谐振器组成，非常小，只能通过电子显微镜才能看到。谐振器耦合到超导电路，该电路包含无阻力移动的电子对。

该电路形成一个量子位或量子位，它可以同时以两种状态存在并具有固有频率。谐振器引入的缺陷形成了周期性结构，其作用类似于声音的镜子，并在结构中间捕获声子。该团队表示，掌握精确生成和检测声子的能力可以为新的机械设备铺平道路，这些设备可以存储和检索编码为声音粒子的信息。该系统还可以在光学和机械信号之间无缝转换。

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