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首次实现超导量子芯片上黑洞霍金辐射和弯曲时空的量子模拟

发布时间:2023-06-24
 
 

 
黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一类特殊天体。近年来,人们借由间接方式确认了宇宙中黑洞的广泛存在。霍金指出,在考虑量子效应后,由于真空的量子涨落,黑洞还会产生量子辐射。相应的辐射温度被称为“霍金温度”。一个太阳质量黑洞,它的霍金温度只有10-8K的量级,这个温度远远低于宇宙微波背景辐射的温度(约3K)。因此从目前的技术来看,观测真实引力系统产生的微弱量子效应在技术上仍显得遥不可及。
 
6月20日,北京量子信息科学研究院/中科院物理研究所范桁研究员、许凯副研究员团队,实验团队利用具有10个量子比特与9个耦合器构成的一维阵列超导量子芯片,通过精确控制耦合器使比特之间的等效耦合强度按照从负到正分布实现了1+1维的弯曲时空背景,并观测了准粒子在弯曲时空背景下的传播行为。结果表明,在类比黑洞内部的准粒子总是有一定概率通过视界辐射出去,其辐射概率满足霍金辐射谱。该项工作是在可调耦合超导量子芯片上首次实现了晶格模型的类比黑洞模拟,观测了类比的霍金辐射及相关纠缠动力学。
 
来源:
https://www.nature.com/articles/s41534-023-00729-1
 
 

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