羅徹斯特大學的研究人員利用表面聲波克服了實現量子網路的一個重大障礙。
在一個新研究出版於自然通訊，來自羅徹斯特光學研究所和物理與天文學系的科學家描述了一種將光和聲音粒子配對的技術，該技術可用於忠實地轉換存儲在——量子位元——到光場，可以長距離傳輸。
什麼是聲表面波？
表面是沿著材料外部滑動的振動，例如海洋中的波浪或地震期間沿著地面的震動。 它們用於多種應用——我們手機的許多電子元件都有表面聲波濾波器——因為它們製造了非常精確的空腔，可用於用於導航等用途。 但科學家也開始在量子應用中使用它們。
「在過去的十年中，表面聲波已成為量子應用的良好資源，因為聲子或聲音的單一粒子可以很好地與不同的系統耦合，」光學和物理學副教授 William Renninger 說。
使用現有方法，透過壓電材料獲取、操縱和控製表面聲波，將電轉變為聲波，反之亦然。 然而，這些必須應用於插入聲腔中部的機械手指，這會透過必須補償的方式散射聲子而產生寄生效應。
利用光線操縱表面聲波
雷寧格的實驗室沒有將聲子與電場耦合，而是嘗試了一種侵入性較小的方法，將光照射在空腔上，消除了機械接觸的需要。
「我們能夠將表面聲波與光強烈耦合，」光學博士 Arjun Iyer 說。 學生和論文的第一作者。 「我們為這些波設計了聲腔或微小的迴聲室，聲音可以持續很長時間，從而實現更強的相互作用。值得注意的是，我們的技術適用於任何材料，而不僅僅是可以電控的壓電材料。
Renninger 的團隊與物理學副教授 John Nichol 的實驗室合作，製造了研究中描述的表面聲波裝置。 除了產生強量子耦合之外，這些元件還具有製造簡單、尺寸小以及能夠處理大量功率的額外優點。
團隊表示，除了混合量子計算中的應用之外，他們的技術還可用於光譜學，以探索材料的特性，作為感測器，並研究凝聚態物理。
