摘要：科学家成功地实现了宏观机械振荡器的量子集体行为，从而解锁了量子技术的新可能性。...

量子技术从根本上改变了我们对宇宙的理解。一项新兴技术是宏观机械振荡器，在石英手表中至关重要的设备，手机和电信中使用的激光器。在量子领域中，宏观振荡器可以启用超敏感的传感器和组件来进行量子计算，这为各个行业开辟了新的创新可能性。

在量子水平上控制机械振荡器对于开发量子计算和超精传感中的未来技术至关重要。但是，共同控制它们是具有挑战性的，因为它需要接近完美的单位，即相同。

大多数量子光学机械研究的研究都集中在单个振荡器上，证明了量子现象，例如地面冷却和量子挤压。但是，对于集体量子行为而言，情况并非如此，许多振荡器充当了量子行为。尽管这些集体动力学是创建更强大的量子系统的关键，但它们要求对具有几乎相同属性的多个振荡器进行异常精确的控制。

EPFL的Tobias Kippenberg领导的科学家现已实现了一个长期追求的目标：他们在集体状态下成功准备了六个机械振荡器，观察到它们的量子行为，并测量了只有当振荡器充当一个组时才出现的现象。该研究发表在科学，标志着量子技术向前迈出的重要一步，打开了通向大型量子系统的大门。

该研究的第一作者Mahdi Chegnizade：“这是由超导平台中机械频率极低的疾病促进的，达到低至0.1％的水平。” “这一精度使振荡器能够进入一个集体状态，在那里它们作为统一系统而不是独立组件。”

为了使量子效应观察，科学家使用了边带冷却，该技术可将振荡器的能量降低到其量子基态，这是量子力学允许的最低能量。

侧带冷却通过在振荡器上闪耀激光，其光线略低于振荡器的固有频率，从而起作用。光的能量以从中减去能量的方式与振动系统相互作用。这个过程对于观察微妙的量子效应至关重要，因为它减少了热振动并使系统接近静止。

通过增加微波腔与振荡器之间的耦合，系统从单个转变为集体动力学。 “更有趣的是，我们观察到量子侧带不对称性，这是量子集体运动的标志。通常，量子运动仅限于单个物体，但在这里，它跨越了整个振荡器系统，” Marco Scigliuzzo说，该研究的共同作品是Marco Scigliuzzo。

研究人员还观察到了增强的冷却速率和“暗”机械模式的出现，即与系统腔不相互作用并保留更高能量的模式。

这些发现提供了有关机械系统中集体量子行为的理论的实验确认，并开放了探索量子状态的新可能性。它们也对量子技术的未来具有重大影响，因为在机械系统中控制集体量子运动的能力可能会导致量子传感和多目标纠缠的产生的进步。

所有设备均在EPFL的微型技术（CMI）中心制造。