Det ene er vores fononiske membran, som er en slags lille tromme på
størrelse med et knappenålshoved. Membranen kan interagere med lys, og hvis den
bliver sat i bevægelse, så vil den kunne oscillere mere end en milliard gange
før den kommer til et stop.
Det andet er vores cæsium atomer, som snurrer rundt
om et magnetfelt, også kendt som et ”spin”. De kollektive atomer består af mere
end en milliard atomer som alle bidrager til dette spin, hvor de sammen opfører
sig som og kan beskrives som et kæmpe enkelt atom.
Alle
systemer/objekter vil være begrænset af kvantestøjen, når systemer er målt til
deres kvantemekanisk grænse. Når man måler et kvantesystem, så betaler man en
pris. Denne pris er også kendt som kvante tilbagekraften (Quantum backaction),
hvor man tilføjer mere støj desto mere man måler.
Cæsium atomerne kan
placeres i et referencebillede, hvor atomerne opfører sig som hvis de har en
negativ masse. Dette gøres ved at excitere atomerne til den højeste energitilstand,
hvilket på mange måder minder om et pendul der vender på hovedet, fordi man har
hængt en ballon i enden af pendulet. Atomerne vil her have en modsatrettet
kvantestøj til den kvantestøj som membranen har. Kvantestøjen vil derfor blive
annulleret, når begge systemer bliver kombineret. Dette giver mulighed for, at
man kan måle fysiske objekter bedre end kvantestøjen tillader. Vi har også vist
kvante entanglement imellem membranen og atomerne. Dette betyder, at et
uforeneligt bånd er skabt imellem de to objekter, hvor en måling af det ene
system fortæller egenskaberne af det andet.
Der bliver nu
arbejdet på kvanteprotokoller som bl.a. kan bruges i et fremtidigt
kvantenetværk, hvor kvantetilstande kan teleporteres imellem atomerne og
membranen. Her er der tale om teleportation af meget forskellige objekter, som
man kan se med det blotte øje, hvilket vil være skelsættende inden for
kvantemekanikken.
Forsøget her er demonstreret af Christian Folkersen Bærentsen, Phd studerende på Niels Bohr Institutet.
