新的表面声波技术可能会带来量子互联网冲浪

罗切斯特大学的研究人员利用表面声波克服了实现量子互联网的一个重大障碍。在《自然通讯》上发表的一项新研究中，罗切斯特光学研究所以及物理和天文学系的科学家描述了一种将光和声音粒子配对的技术，该技术可用于将存储在量子系统(量子位)中的信息忠实地转换为光场，可以远距离传输。

什么是表面声波?

表面声波是沿着材料外部滑动的振动，就像海洋中的波浪或期间沿着地面的震动。它们用于多种应用——我们手机的许多电子元件都有表面声波滤波器——因为它们制造出非常精确的空腔，可用于导航等用途的精确计时。但科学家们也开始在量子应用中使用它们。

“在过去的十年中，表面声波已成为量子应用的良好资源，因为声子或声音的单个粒子与不同的系统耦合得很好，”光学和物理学副教授WilliamRenninger说。

使用现有方法，通过压电材料获取、操纵和控制表面声波，将电转变为声波，反之亦然。然而，这些电信号必须施加到插入声腔中部的机械手指，这会通过必须补偿的方式散射声子而产生寄生效应。

雷宁格的实验室没有将声子与电场耦合，而是尝试了一种侵入性较小的方法，将光照射在空腔上，从而消除了机械接触的需要。

“我们能够将表面声波与光强烈耦合，”光学博士ArjunIyer说。学生和论文的第一作者。“我们为这些波设计了声腔或微小的回声室，声音可以持续很长时间，从而实现更强的相互作用。值得注意的是，我们的技术适用于任何材料，而不仅仅是可以电控的压电材料。”

Renninger的团队与物理学副教授JohnNichol的实验室合作，制造了研究中描述的表面声波器件。除了产生强量子耦合之外，这些器件还具有制造简单、尺寸小以及能够处理大量功率的额外优点。

该团队表示，除了混合量子计算中的应用之外，他们的技术还可用于光谱学，以探索材料的特性，作为传感器，并研究凝聚态物理。