研究人员发明了一种让不同类型的量子技术使用声波相互“交谈”的方法。他们专注于量子系统，其中最微小粒子的奇怪行为是新一代原子级电子计算和通信的关键。但在不同类型的技术（例如量子存储器和量子处理器）之间传输信息是一场持久战。这项新研究是使量子技术更接近现实的重要一步。“我们忍不住要问：我们能否操纵物质的量子态并将其与声波联系起来？”研究作者、阿贡国家实验室资深科学家、芝加哥大学分子工程研究所教授DavidAwschalom说。的X射线图像。照片：KevinSatzinger和SamuelWhiteley声波和“自旋”运行量子计算操作的方法之一是使用电子的“自旋”特性，就像当今计算机编程语言中的二进制0和1，但要从其他地方获取该信息需要“翻译”，科学家认为声波可以。该研究的主要作者、研究生塞缪尔说，他们的目标是将声波耦合到物质中的电子自旋。纳米科学家马丁用硬X射线纳米探针拍摄声波的X射线图像。图片：阿贡国家实验室阿贡国家实验室因此，研究人员构建了一个带有弯曲电极的系统来聚焦声波，就像用放大镜聚焦光点一样。结果很有希望，但他们需要更多数据。为了更多地了解这一实验现象，研究团队与阿贡纳米材料中心的科学家合作，实时监测该系统。使用来自大型同步加速器（高级光子源）的非常明亮、强大的X射线作为显微镜，当声波以每秒近7,000公里（约每秒4,350英里）的原子速度传播时，他们能够看到材料内部。亚原子研究“这种方法使我们能够在微观尺度上观察量子材料的原子动力学和结构，”Awschalom说。原子移动的地方之一。”研究人员表示，在令人惊讶的结果中，声波的量子效应比他们最初想象的要复杂得多。为了在亚原子水平上发展一个综合理论，他们寻求资深科学家GiuliaGalli的帮助来对系统进行建模，包括对系统中每个粒子的相互作用进行分组，这些粒子呈指数增长。怀特利说，通常很难发送超过几微米的量子信息，但这种技术可以扩展对整个芯片或晶圆的控制。“这项研究的结果为我们提供了控制量子系统的新方法，并拓宽了量子传感等研究和技术的应用领域，”共同主要作者、博士后研究员GaryWolfowicz说。研究人员使用声学芯片来产生和控制声波：KevinSatzinger
