我国纳米机电系统（NEMS）相关研究取得系列进展

我国纳米机电系统（NEMS）相关研究取得系列进展

中国科学院量子信息重点实验室在基于碳纳米管的纳米机电系统（NEMS）研究方面取得了系列进展。该实验室与清华大学的研究人员合作，成功实现了两个串联碳纳米管谐振器的强耦合、碳纳米管谐振器中两个模式的强耦合，并利用这种耦合实现了声子的相干操控。

在实现了声子长程耦合、长程传递的基础上，量子数据总线研究需要实现对声子的相干操控。机械振动高阶模式研究对于超灵敏传感器、声子的相干操控具有重要意义。目前，国际上的多机械模式耦合相关研究主要集中在百千赫兹的低频谐振器方面，而要实现更灵敏的传感器、更快的声子操控，需要进一步提高谐振器的谐振频率。

针对高频声子操控的难题，研究人员发现，单根碳纳米管中不同方向的振动模式都可以工作在百兆赫兹量级，这些振动模式可以通过额外加入一个参量驱动来进行耦合，而且通过调节驱动功率可以实现从弱耦合到强耦合的线性调控，这与理论计算结果完全一致。研究人员通过控制驱动微波的波形实现了机械振动中声子的相干拉比操作，观测到10次以上的拉比震荡，这是目前实验中声子操作次数的最大纪录，且拉比操作的频率大于500kHz，比此前的相关报道高2个数量级。据悉，通过一系列技术将机械振动冷却到量子基态之后，对声子的相干操控将在量子传感、量子信息等领域具有广阔的应用前景。 (中 科)