Salti quantistici del suono

Abstract degli autori

La meccanica quantistica prevede che l’energia di un oggetto vibrante si presenti in pacchetti discreti, ma nessuna misurazione della sua posizione rivela questa discrezione. Per risolvere i singoli livelli energetici occorre una misurazione di natura qualitativamente diversa, accoppiata all’energia del risonatore anziché al suo spostamento. Utilizziamo un qubit superconduttivo accoppiato dispersivamente a un risonatore nanomeccanico per effettuare misurazioni quantistiche ripetute e non demolitive del numero di fononi. Una tecnica di transfer printing con allineamento, che integra il qubit e il risonatore, consente di ottenere una durata di vita meccanica di $T_1 = 2.1$ millisecondi e uno spostamento dispersivo di $2χ/2π= 328$ kilohertz per fonone. Abbiamo preparato stati a singolo fonone heraldizzati con una fedeltà dell’85% e osservato salti quantistici tra il primo stato eccitato e lo stato fondamentale del risonatore. Queste transizioni discontinue sono una manifestazione sorprendente della meccanica quantistica in un oggetto massiccio e vibrante.