近日，中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦團隊在納米諧振子聲模相干操控方面取得新進展。該團隊教授郭國平、副研究員宋驤驤、鄧光偉（現(xiàn)電子科技大學研究員）等人與美國加州大學默塞德分校教授田琳，以及本源量子公司合作，實現(xiàn)了空間上非直接連接的諧振子之間的聲子模式相干操控。相關研究成果以Coherent phonon   dynamics in spatially separated graphene mechanical resonators 為題，發(fā)表在3月2日出版的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。 0$%:zHi5g  
m@R!
o  
　　隨著納米技術的快速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)可以利用表面聲波、納米諧振子等器件來產(chǎn)生、傳遞和操控少數(shù)甚至是單個聲子，并探索其在經(jīng)典和量子信息處理方面的應用，其中諸多應用均需要以實現(xiàn)不同諧振模式之間的相干操控為前提�？臻g上近鄰耦合諧振子聲子模式的研究，國際上已有報道，但不相鄰聲子模式之間長程可控的相干信息傳遞仍然是國際上一個尚未攻克的挑戰(zhàn)。針對這一難題，郭國平研究組圍繞納米諧振子中的聲子模式操控，在之前取得的近鄰諧振子及其相干操控的系列進展(Nano Lett.16, 5456 (2016)；Nano Lett.17, 915 (2017))和靜態(tài)電學可調非近鄰諧振子耦合的工作(Nat. Commun. 9, 383 (2018))基礎上，設計制備了三個石墨烯納米諧振子串聯(lián)耦合器件。利用石墨烯優(yōu)異的電學和力學性能，實現(xiàn)了以中間諧振子作為傳遞媒介，兩端非近鄰諧振子聲子模式之間的可調強耦合。通過樣品結構和測量方案的優(yōu)化，耦合強度和品質因數(shù)相比于之前的工作分別有一個和兩個量級的提升，協(xié)同系數(shù)達到107，比國際上已報道的結果高出數(shù)個量級。在同時實現(xiàn)可調性能強、耦合強度高、相干性能好的基礎上，課題組演示了非近鄰諧振子聲子模式的Rabi振蕩、Ramsey干涉及其電學調控性能。 |vw0:\/H  
%,E\8{I+  
　　該工作首次在實驗上實現(xiàn)非近鄰聲子模式之間的可控相干操控，為進一步利用納米諧振子器件中的聲子模式來進行信息的相干存儲和相干傳遞創(chuàng)造了條件，拓展了基于納米聲學的聲光電一體化器件的可能性。審稿人評價“這些結果明顯超越了現(xiàn)有諧振子在經(jīng)典區(qū)域中的相干操作水平”。隨著基態(tài)冷卻技術的進一步發(fā)展，該成果也將為量子區(qū)域聲子態(tài)的電學操控，以及基于聲子體系的新型雜化量子信息器件的研發(fā)提供新的途徑。 0{j]p^'<  
0~Z>}(  
　　文章共同第一作者為中科院量子信息重點實驗室博士后張拙之、副研究員宋驤驤和博士后羅剛。該工作得到科技部、國家自然科學基金委、中國博士后科學基金會和安徽省的資助。部分樣品加工流程在中國科大微納研究與制造中心完成。 Q}2aBU.
f  
Wqy|Y*$qT  
+6-c<m|  
　　文章鏈接：https://www.pnas.org/content/early/2020/02/28/1916978117