量子麦克能捕获极微弱声音

近日，瑞典查尔姆斯理工大学的科学家取得了一项重大突破，成功研发出迄今为止世界上最灵敏的新型声波探测器，被誉为“量子麦克”。这项研究具有划时代的意义，因为它能够捕捉到量子水平的声波，预示着一种全新的量子电路的出现，将声子和电子完美融合，为量子物理领域的发展开辟了新的方向。相关论文已在权威学术期刊《自然·物理学》上发表。

这款声波探测器采用了一种先进的压电耦合单电子晶体管技术。在这种晶体管中，电流通过时仅允许一个电子通过。科学家们通过模拟卵石投入池塘形成的涟漪，成功实现了声波在微晶片表面而非空气中的传播。这种新型声波的波长仅有3微米，极其微小，当声波传来时，探测器却能迅速感知到其存在。

研究团队不仅在芯片表面构建了一种精巧的回音腔，其长度仅有3毫米，还巧妙地利用了声波在晶体上的传播速度是其在空气中的10倍的特性。这使得探测器能够非常灵敏地追踪声波脉冲在回音腔壁之间的来回反射，从而清晰检测出声波的性质。这种检测技术对于波峰高度极其微小的声波也具有高度的敏感性，其探测灵敏度达到了单个声子水平，频率高达932兆赫兹。

这一研究成果具有深远的影响。研究人员指出，如此轻微的声音不再遵循经典力学的法则，而是遵循量子力学法则，其性质更像是光。论文的第一作者、博士生马丁·古斯塔夫森表示：“尽管我们最初是尝试用经典声波进行研究，但当我们准备好所有准备工作后，却发现我们正在研究的是标准的量子声波。这是一个前所未有的实验。”

随着量子技术的飞速发展，这种新型声波探测器有望在多个领域发挥重要作用。从医学成像到安全通信，甚至可能推动量子计算机的发展。随着科学家进一步和研究这种声波探测器的潜力，我们有理由相信它将开启一个全新的科技时代。这个时代的物理法则将由量子世界决定，而不是我们熟悉的经典物理世界。