浙江
国际顶尖物理学研究团队在量子物理领域取得里程碑式突破，首次在实验室内实时且无破坏性地观测到了单个声子（Phonon，即声音能量的最小基本单元）从存在到完全衰减消失的全过程。这一实验成果不仅填补了宏观声波与微观量子力学之间相互转化的观测空白，也为未来量子计算架构与量子传感器的设计提供了全新的实验范式。
在微观物理世界中，光以光子的形式被量子化，而固体材料内部原子集体振动所传递的声音则被量子化为声子。尽管现代物理学早已在理论上预测并间接证实了声子的存在，但要在实验中捕获并连续追踪单个声子的动态变化极具挑战性。声子极易受到环境热涨落和机械振动的干扰，其能量极其微弱，传统测量手段往往会在检测的瞬间将其破坏，从而无法记录其演化过程。
为了克服这一难题，研究人员构建了一个处于极低温环境下的高灵敏度杂化超导量子系统。实验中，科学家利用经过精密设计的超导量子比特作为非侵入式探针，与被捕获在微观声学谐振器中的单一高频振动模式实现强耦合。在这一构型下，系统能够以量子非破坏性测量（QND）方式持续监测声学谐振腔的状态，从而在不摧毁声子本身的前提下，精确记录下该单一声音量子在特定时间点被材料吸收并彻底消散的微观轨迹。
物理学界专家表示，能够对单个声子进行实时追踪，标志着量子声学（Quantum Acoustics）研究进入了高精度操控的新阶段。声子相比于光子具有更短的波长和极低的光速传播延迟，是连接不同量子系统（如自旋与超导电路）的理想媒介。掌握声子产生、演化与湮灭的微观机制，对于开发基于表面声波的超高密度量子存储器、攻克量子退相干难题以及研制下一代高灵敏度量子传感器具有深远的科学价值与应用前景。
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