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Lasing de un solo átomo artificial con láser.

O Astafiev1, K Inomata, A O Niskanen

  • 1NEC Nano Electronics Research Laboratories, Tsukuba, Ibaraki 305-8501, Japan. astf@zb.jp.nec.com

Nature
|October 5, 2007
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Los investigadores demostraron un nuevo láser utilizando un solo átomo artificial (cubit de carga de unión de Josephson) dentro de un resonador superconductor. Este sistema de estado sólido genera múltiples fotones de un solo átomo, avanzando la óptica cuántica y la tecnología de la información.

Área de la Ciencia:

  • La óptica cuántica es una óptica cuántica.
  • Física del estado sólido física del estado sólido.
  • Tecnología de la información cuántica Tecnología de la información cuántica.

Sus antecedentes:

  • Los circuitos superconductores de estado sólido permiten la ingeniería y el control del estado cuántico.
  • Los átomos artificiales en los resonadores superconductores pueden generar fenómenos ópticos cuánticos.
  • Un fuerte acoplamiento entre los átomos artificiales y los modos de resonancia es una propiedad clave.

Objetivo del estudio:

  • Para demostrar un efecto láser utilizando un solo átomo artificial (cubit de carga de la unión de Josephson).
  • Explorar el potencial de los átomos artificiales de estado sólido en la generación de fenómenos ópticos cuánticos.

Principales métodos:

  • Incorporación de un qubit de carga de unión de Josephson dentro de un resonador superconductor.

Videos de Experimentos Relacionados

  • Utilizando el acoplamiento fuerte y controlable entre el átomo artificial y los modos de resonancia.
  • Excitando el átomo artificial a través de la inyección de corriente para producir fotones.

    • Principales resultados:

    • Demostración exitosa de un efecto láser con un solo átomo artificial.
    • Generación de múltiples fotones a partir de un solo átomo artificial.
    • Un dispositivo fundamentalmente diferente de los láseres y máseres existentes.

    Conclusiones:

    • Los átomos artificiales individuales en los resonadores superconductores pueden funcionar como fuentes de luz eficientes.
    • Este trabajo abre nuevas vías para el procesamiento de información cuántica y la investigación en física fundamental.
    • El enfoque de estado sólido demostrado ofrece una nueva plataforma para los fenómenos ópticos cuánticos.