Letter 物理：結合した量子化機械振動子 2011年3月10日 Nature 471, 7337 doi: 10.1038/nature09721 調和振動子は最も単純な物理系の1つだが、最も基本的な系の1つでもある。これは自然界のどこにもあり、より複雑な系の近似や、より大きいモデルの構成要素として使われることが多い。量子領域における調和振動子の実現としては、共振器中の電磁場、トラップされた原子や巨視的固体の力学モードがある。単一のトラップされたイオンの2つの運動モード間の量子化された相互作用は、光場を通した結合によって実現されており、また離れた場所にある2つのイオンのエンタングルした運動が、それらの内部状態を介して間接的に達成されている。しかし、離れた場所に保持した量子化機械振動子間の制御可能な直接結合は、これまで実現されていなかった。本論文では、捕捉ポテンシャル中に40 µm離して保持した2個のイオン間のクーロン相互作用を通して、このような結合を実現している（同類の研究はp.200の論文でも報告されている） 。この閉じ込め井戸を調整して共鳴させ、量子レベルでイオン間のエネルギー交換が起こり、離れて捕捉したイオンに対してコヒーレントな運動の直接結合が可能であることが立証された。この系は量子情報処理と量子シミュレーション向けの構成要素を明らかにしている。さらに広く見れば、本研究は、捕捉イオンと、量子化された巨視的な機械振動子や電気発振器の結合のような、ハイブリッド量子系の実験に対するうってつけの先駆研究と言える。 Full Text PDF 目次へ戻る
