荷兰代尔夫特理工大学的研究人员找到了一种将无线电波冷却到量子基态的新方法。为此，他们使用的模拟电路采用了所谓的激光冷却技术，该技术经常用于冷却原子样本。该设备使用了最近开发的一种被研究人员称为光子压力耦合的技术，预计该技术可用于检测超弱磁共振(MRI)信号或用于有助于寻找暗物质的量子传感应用。其结果已发表在《科学进展》上。

我们在日常生活中会经常遇到无线电波，例如我们在车里听到的无线电波，或向我们家中的婴儿监视器发送信号的无线电波，它们都是“热”的：其包含了来自原子随机运动的噪音。它们是从你用来收听它们的天线中发出的，甚至在天线中。这就是为什么当你将车内的收音机调到没有电台的频率时会听到静电声的原因之一。

降低这种噪声的一种方法是冷却无线电波，例如将接收无线电波的天线冷却到接近绝对零的温度。天线中的原子将不再那么摇摆不定，噪音也会降低。这实际上是在超导量子计算机中完成的，它被冷却到10mK，以防止这些抖动的原子在它们使用的GHz信号中产生噪声。

代尔夫特理工大学的研究员Ines Rodrigues说：“然而，一些应用，如核磁共振、暗物质探测或射电天文学，对MHz频率的超弱信号感兴趣。”对于这些信号，冷却到10mK是不够的。即使在这些极低的温度下，设备或天线中原子的随机运动也足以给无线电波信号添加噪声。为了消除残留的噪音，必须进一步冷却无线电波。但是要如何做呢？

在这项工作中，代尔夫特的研究人员找到了一种抵消抖动原子噪声的新方法。他们使用采用了激光冷却技术模拟的电路，该技术通常用于冷却原子云，研究人员将设备中的无线电波信号一直冷却到量子基态。代尔夫特理工大学的小组负责人 Gary Steele说：“电路中留下的主要噪声只是由于量子涨落了，这种噪声来自于量子力学预测的奇怪的量子跳跃。” Steele的团队专门研究基于超导量子电路的量子传感。

该设备利用了被研究人员称之为光子压力耦合的最新技术。预计该方法在检测超弱磁共振(MRI)信号方面具有令人兴奋的应用，它还可用于涉及量子计算领域的许多量子信息处理应用。此外，它可以用于所谓的量子传感应用，并可以帮助寻找暗物质，这是一种奇怪的尚未被发现的粒子，可以解释重力和宇宙学中的悬而未决的问题。（编译:Qtech）