耦合到蓝宝石晶体内的超导Qubit的示意图。插图显示使用QUBT测量的声子的能谱。
耶鲁大学的研究人员开发了一个简单的设备，使用声波存储量子信息，并将其从一个形式转换为另一个形式，全部集成芯片内部。
该装置允许超导人工原子 - 一种与高频散装声波谐振器（HBar）交换能量和量子信息。以坚固且易于制造的方式操纵和存储脆弱量子数据的能力是量子计算技术开发的关键步骤。
该工作是罗伯特Schoelkopf实验室的耶鲁，应用物理与物理学的Sterling教授，Peter Rakich，物理学助理教授。Schoelkopf实验室的博士后朱湖义文院长致力于努力，是一项研究中出现的学习中的第一个作者。
Chu表示，新设备具有由超导铝制成的Qubit，以及用蓝宝石晶片制成的机械谐振器。晶片有两个抛光表面，用作声波的镜子。
“我们发现即使是单量子的声音，或声音，也可以在这些镜子之间来回撞击时长时间的声音，”楚解释说。“它还可以耦合到使用氮化铝的盘在蓝宝石表面上制成的超导Qubit，这将声能转化为电磁能量，反之亦然。”
Chu补充说，这些属性的组合使研究人员能够在Qubit和机械谐振器之间来回转移量子状态。她还指出，新设备比与机械运动合并超导电路的其他系统更容易制造。
耶鲁科学家近年来制定了一系列量子超导突破，针对创建作为集成电路的量子版的电子设备。楚楚说，将具有机械谐振器的知识结合起来的能力是一个有价值的步骤。
“例如，机械谐振器可用于存储通过更紧凑和坚固的方式通过超导Qubits产生的量子信息，”她说。它们还可用于将超导电路界面到其他类型的量子物体，例如可见或红外光。它可能允许我们在电路中创建量子信息，然后使用光线将其传递长距离。“
来自耶鲁应用物理和物理学部门的新研究的共同作者包括Schoelkopf，Rakich，Prashanta Kharel，William Renninger，Luke Burkhart和Luigi Frunzio。
美国陆军研究办公室得到了研究。
出版物：义文楚等，“Quantum声学与超导Qubits”，Science 2017年9月21日：eaao1511; DOI：10.1126 / science.aao1511.
