近日，阿爾托大學(xué)的 Jukka Pekola 教授和博士生 Bayan Karimi 提出了一種測(cè)量單個(gè)微波光子能量的新方法。這些低能量光子由人工量子系統(tǒng)(例如超導(dǎo)量子位)發(fā)射，連續(xù)檢測(cè)它們一直具有挑戰(zhàn)性，但在量子信息處理和其他量子技術(shù)中大有作用。

超導(dǎo)量子位在不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生光子，并將能量輻射到其環(huán)境中。研究人員將其轉(zhuǎn)化為熱量，以此來(lái)捕獲該光子的微小能量。這項(xiàng)新技術(shù)依賴(lài)于將光子的能量分散到兩個(gè)獨(dú)立的“熱浴”中，并同時(shí)使用兩個(gè)未耦合的探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量。這將顯著提高信噪比，從而更容易檢測(cè)吸收事件及其能量。

Jukka Pekola教授說(shuō)：“在我們提出的設(shè)置中，量子位的能量很大，而其典型的工作溫度非常低。”

Karimi補(bǔ)充說(shuō)，“互相關(guān)法可用于測(cè)量極其微小的溫度變化，它有望檢測(cè)到比以前使用的方法小幾個(gè)數(shù)量級(jí)的能量。”

研究人員表示，許多基本問(wèn)題仍然懸而未決，但這將是第一次將光子的能量分成兩個(gè)不同的熱探測(cè)器并進(jìn)行觀察。研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，目前正在根據(jù)這一想法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

該研究論文題為“Ultrasensitive Calorimetric Detection of Single Photons from Qubit Decay,”，已發(fā)表在Physical Review X上。

關(guān)鍵詞： 低能光子 新方法 方法 量子位