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中國科大在納米機電系統(tǒng)(NEMS)相關研究中取得系列進展

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中國科大在納米機電系統(tǒng)(NEMS)相關研究中取得系列進展

摘要: 　　中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦領導的中科院量子信息重點實驗室在基于碳納米管的納米機電系統(tǒng)(NEMS)方面取得系列進展。該實驗室固態(tài)量子芯片組郭國平學習組與清華大學姜開利學習組等合作并成功實現(xiàn) ...

　　中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦領導的中科院量子信息重點實驗室在基于碳納米管的納米機電系統(tǒng)(NEMS)方面取得系列進展。該實驗室固態(tài)量子芯片組郭國平學習組與清華大學姜開利學習組等合作并成功實現(xiàn)了兩個串聯(lián)碳納米管諧振器的強耦合、碳納米管諧振器中兩個模式的強耦合，并利用這種耦合實現(xiàn)了聲子的相干操控，相關成果分別發(fā)表在納米快報（Nano Lett. 16， 5456 (2016)，Nano Lett. 17， ASAP （2017））和納米尺度(Nanoscale 8， 14809 (2016))上。
　　圍繞探索聲子作為量子數據總線這一目標，郭國平學習組開展了多機械振子長程耦合方面的學習，并在碳納米管機械振子上首次實現(xiàn)了兩個串聯(lián)機械振子的強耦合，同時也觀測到了兩個機械振子分別和量子點的強耦合，學習成果發(fā)表在國際雜志納米快報(Nano Lett. 16， 5456 (2016))上。該新型耦合機械振子器件也為學習電子-聲子相干相互作用、電子長程耦合以及電子糾纏態(tài)提供了新的平臺。利用聲子作為飛行比特也為量子數據總線學習領域提供了新思路、新方法和新途徑。
　　在實現(xiàn)了聲子的長程耦合、長程傳遞的基礎上，量子數據總線的學習還需要實現(xiàn)對聲子的相干操控。機械振動高階模式的學習對超靈敏傳感器、聲子的相干操控具有重要意義。目前國際上的多機械模式耦合的相關學習主要集中在百千赫茲的低頻諧振器，而要實現(xiàn)更靈敏的傳感器，實現(xiàn)更快的聲子操控，需要進一步提高諧振器的諧振頻率。
　　針對高頻聲子操控的難題，郭國平學習組發(fā)現(xiàn)單根碳納米管中不同方向的振動模式都可以工作在百兆赫茲量級，這兩個模式可以通過額外加入一個參量驅動來進行耦合，且通過調節(jié)驅動功率可以實現(xiàn)從弱耦合到強耦合的線性調控，這與理論計算的結果完全一致，學習成果發(fā)表在納米尺度(Nanoscale 8， 14809 (2016))上。學習組通過控制驅動微波的波形實現(xiàn)了機械振動中聲子的相干拉比操作，觀測到10次以上的拉比震蕩，是目前實驗上聲子操作次數的最大紀錄，此外拉比操作的頻率大于500千赫茲，比此前的相關報道高出兩個數量級。該學習成果發(fā)表在國際雜志納米快報(Nano Lett. 17， ASAP (2017))上。通過一系列的手段將機械振動冷卻到量子基態(tài)之后，對聲子的相干操控將在量子傳感、量子信息領域具有廣闊的應用前景。
　　該系列工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院和教育部的資助。
　　文章鏈接：1 2 3

　　碳納米管的新型轉移方法和串聯(lián)碳納米管諧振器的樣品制備

　　碳納米管中兩個機械模式的強耦合
　　來源:中國科學技術大學　　編輯:方法學習中取得進展中國科大在納米機電系統(tǒng)(NEMS)相關研究中取得系列進展  |  責任編輯：蟲子
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