科技日報(bào)記者 華凌

2月27日，記者從北京量子信息科學(xué)研究院（以下簡稱“量子院”）獲悉，近日，該院量子計(jì)算云平臺(tái)李鐵夫、劉玉龍團(tuán)隊(duì)與國際團(tuán)隊(duì)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(chǔ)器。據(jù)悉，存儲(chǔ)器在模式穩(wěn)定性，以及信息存儲(chǔ)時(shí)長等關(guān)鍵性能上刷新了國際紀(jì)錄。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于國際期刊《自然·通訊》上。

光聲接口器件作為量子信息處理、量子計(jì)算和量子通信等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，一直以來都備受科研人員的關(guān)注。高品質(zhì)因子（Q因子）機(jī)械振子在這些領(lǐng)域中扮演著至關(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(chǔ)、傳輸和處理效率。然而，傳統(tǒng)材料和結(jié)構(gòu)的機(jī)械振子在Q因子和頻率穩(wěn)定性等方面存在一定局限性，難以滿足日益增長的量子技術(shù)需求。3C-SiC作為一種具有優(yōu)異性能的半導(dǎo)體材料，以其高熱導(dǎo)率和高應(yīng)力特性，為高Q因子機(jī)械振子的研發(fā)提供了新的可能。

研究團(tuán)隊(duì)在3C-SiC薄膜晶體中發(fā)現(xiàn)了機(jī)械振動(dòng)模式簡并破缺現(xiàn)象。表現(xiàn)為非均勻應(yīng)力的作用下，原本簡并的機(jī)械模式發(fā)生頻率分裂，形成具有微小頻率差異的模式對。這些模式對不僅保留了Q因子的特性，還展現(xiàn)出獨(dú)特的模式形狀，為微波光聲接口系統(tǒng)的精確控制提供了更多選擇。

該項(xiàng)工作在振子的穩(wěn)定性、慢光群延時(shí)，以及聲子的相干存儲(chǔ)時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)方面創(chuàng)造了多個(gè)世界紀(jì)錄。本研究通過在3C-SiC 膜晶體中引入簡并破缺現(xiàn)象，成功實(shí)現(xiàn)了高Q因子機(jī)械振子的突破。這種長時(shí)間高穩(wěn)定的機(jī)械振動(dòng)為固態(tài)量子信息存儲(chǔ)帶來了新的可能性，同時(shí)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(jī)遇。