马克斯·普朗克光科学研究所的一组研究人员在利用激光冷却行进声波方面取得了显着突破。这一发展使我们离达到波导中声音的量子基态又近了一步，这对量子通信系统和未来的量子技术具有重大意义。
通过采用激光冷却，科学家们能够大幅降低光纤中声波的温度。他们实现了 219 K 的显着减少，是以前报告的十倍。最终，他们设法在74 K的温度下将初始声子数减少了75%。
这一成功的关键在于利用受激布里渊散射，这是一种非线性光学效应，可以有效地将光波耦合到声波。激光用于冷却声学振动，从而创造热噪声最小的环境。这种温度的降低对量子系统具有重大影响，因为热噪声会阻碍量子通信系统的功能。
使用玻璃纤维的一个显着优势是它们能够长距离传导光和声音，同时保持强烈的相互作用。在实验过程中，研究人员使用了一根50厘米长的光纤，冷却了延伸到其整个长度的声波。考虑到以前被带到量子基态的大多数平台在尺寸上都是微观的，这是非常了不起的。
将声波冷却到如此低的温度的实现开辟了新的实验领域，从而可以更深入地了解物质的基本性质。此外，由于波导系统中声波的宽带宽和连续存在，这些进步对高速通信系统具有重要意义。
“我们非常热衷于将这些光纤推入量子基态将带来的新见解，”量子光声学小组负责人Birgit Stiller博士说。“不仅从基础研究的角度来看，使我们能够窥探扩展物体的量子性质，还因为它可能在量子通信方案和未来量子技术中具有应用。
总之，马克斯·普朗克研究所的研究人员在利用激光冷却声波方面取得的突破性进展使我们更接近于实现声音的量子基态。这一发展对量子通信系统具有重大意义，并为未来的量子技术开辟了新的可能性。
