2 月 28 日消息，據(jù)“北京日報”報道，北京量子信息科學(xué)研究院與多家單位合作，基于高硬度的單晶碳化硅薄膜材料，成功研制出多模態(tài)長壽命的光聲量子存儲器，在模式穩(wěn)定性以及信息存儲時長等關(guān)鍵性能上刷新了國際紀錄。目前相關(guān)研究成果已在《自然-通訊》報刊上發(fā)表。

據(jù)介紹，光聲接口器件是量子信息處理、量子計算和量子通信等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在這些領(lǐng)域中，高品質(zhì)因子（Q 因子）機械振子扮演著至關(guān)重要的角色，其性能的優(yōu)劣直接影響到量子信息的存儲、傳輸和處理效率，但傳統(tǒng)材料和結(jié)構(gòu)的機械振子在 Q 因子和頻率穩(wěn)定性等方面存在一定局限性。

▲ 圖源北京日報

研究團隊另辟蹊徑，在 3C-SiC（立方碳化硅）薄膜晶體中發(fā)現(xiàn)了機械振動模式簡并破缺現(xiàn)象，據(jù)稱不僅保留了高 Q 因子的特性，還為微波光聲接口系統(tǒng)的精確控制提供了更多選擇。

為了驗證 3C-SiC 膜晶體的性能，相應(yīng)研究團隊還設(shè)計并搭建了一套精巧的實驗裝置，能夠通過精確控制外部驅(qū)動功率和探測信號的頻率，從而對機械振子的動態(tài)行為和關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測。

相應(yīng)實驗結(jié)果顯示，單晶碳化硅薄膜所提供的聲學(xué)模式具備較高頻率穩(wěn)定性，經(jīng)過測試，應(yīng)用了相應(yīng)薄膜的多模態(tài)光聲存儲器件信息存儲時長刷新了世界紀錄，達到 4035 秒。此外，實驗在振子的穩(wěn)定性、聲子的相干存儲時間等關(guān)鍵指標上，也創(chuàng)下多個世界紀錄。

相關(guān)科研團隊表示，該項研究中，長時間高穩(wěn)定的機械振動為固態(tài)量子信息存儲帶來了新的可能性，同時為高精度傳感器和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建帶來了新的機遇。

后續(xù)，團隊將進一步推動多通道高性能“微波-光”量子相干接口核心儀器的構(gòu)建，為分布式量子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供重大支撐作用，為量子信息處理等領(lǐng)域提供高性能的物理平臺。