بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از امواج صوتی سطحی در سامانههای کوانتومی به دلیل برخی ویژگیهای بارز رو به گسترش است. این امواج سرعتی به اندازه 5 مرتبه کمتر از سرعت نور داشته و هم چنین بسامد این امواج در گسترهی گیگاهرتز هستند. سرعت پایین این امواج موجب میشود که در این دینامیک تاثیر برهمکنش در مدت زمان برهمکنش را بتوان کنترل کرد. از این رو، این ویژگیها موجب استفاده از این امواج در فرآیند های اطلاع رسانی کوانتومی و تبادل اطلاعات شده است. در این مقاله چگونگی برهمکنش دو اتم بزرگ با امواج سطحی را بررسی میکنیم. نشان میدهیم که این برهمکنش منجر به درهمتنیدگی این دو اتم میشود. درهمتنیدگی دو اتم توسط سنجه تلاقی مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی نشان میدهد که طول محیط انتقال موج صوتی سطحی تاثیری بر درهمتنیدگی دو اتم ندارد.
مقدمه
امواج صوتی سطحی برانگیختگیهای شبه فونون هستند که مقید به سطح یک جامد میباشند. در رژیم مکانیک کوانتومی این امواج، یا مواد پیزوالکتریک حامل این امواج، میتوانند به عنوان واسطه میان بیتهای کوانتومی در فواصل مکانی دور از هم عمل کنند. از این رو، موجبر حامل امواج صوتی سطحی را میتوان به عنوان حامل اطلاعات کوانتومی مورد استفاده قرار داد. در این سامانههای صوت کوانتومی، فونون جای فوتون در اپتیک کوانتومی قرار میگیرد.
نکتهی مهم در صوت کوانتومی این است که معمولا بسامد امواج صوتی سطحی در محدودهی گیگا هرتز قرار دارد. این بسامد تقریبا با بسامد گذار و تشدید در اتمهای مصنوعی ساخته شده از بیتهای ابررسانا، یون به دام افتاده، جای خالی نیتروژن در شبکه الماس و ... برابر است. بنابراین، توسط امواج صوتی سطحی می- توان سامانههای کوانتومی متفاوت را با یکدیگر جفت نمود . [1] عمده دستگاههایی که در حوزهی حالت جامد، سامانههای کوانتومی همچون کیوبیتهای ابررسانا که به منظور سامانه کوانتومی مورد استفاده قرار میگیرند دارای بسامد گذار در ناحیه- ی میکروموج - تقریبا 5 گیگاهرتز - هستند.
[2] از این رو، میتوان این سامانهها را توسط امواج صوتی سطحی برانگیخته کرد. در مقاله حاضر هدف آن است که برمبنای برهمکنش امواج صوتی سطحی در رژیم کوانتومی - صوت کوانتومی - به مهندسی حالت- های کوانتومی و درهمتنیده کردن دو اتم بپردازیم. برای این منظور امواج صوتی سطحی را به عنوان واسط میان بیتهای کوانتومی استفاده میکنیم. برای محاسبه و بررسی درهمتنیدگی از سنجه تلاقی استفاده می کنیم.
