在《自然通讯》杂志发表的一项新研究中，罗切斯特光学研究所和物理与天文系的科学家描述了一种将光和声音的粒子配对的技术，该技术可用于将存储在量子系统中的信息(量子比特)忠实地转换为光场，从而可以长距离传输。

什么是表面声波?

表面声波是一种沿材料外部滑动的振动，就像海浪或地震期间地面的震动一样。它们有各种各样的应用——我们手机的许多电子元件都有表面声波滤波器——因为它们可以形成非常精确的腔体，可用于导航等用途的精确计时。但科学家也开始将它们用于量子应用。

“在过去的十年里，表面声波已经成为量子应用的良好资源，因为声子或单个声音粒子能够很好地与不同的系统耦合，”光学和物理学副教授WilliamRenninger说。

使用现有方法，可以通过压电材料获取、操纵和控制表面声波，从而将电能转化为声波，反之亦然。然而，这些电信号必须施加到插入声腔中间的机械手指上，这会通过散射声子的方式引起寄生效应，而这种效应必须得到补偿。

利用光来操纵表面声波

Renninger的实验室没有将声子与电场耦合，而是尝试了一种侵入性较小的方法，将光照射到腔体上，从而无需机械接触。

“我们能够将表面声波与光强耦合，”光学博士生、论文第一作者ArjunIyer说道。“我们为这些波设计了声腔，或者说微型回声室，声音可以在其中持续很长时间，从而实现更强的相互作用。值得注意的是，我们的技术适用于任何材料，而不仅仅是可以电控制的压电材料。”

Renninger的团队与物理学副教授JohnNichol的实验室合作，制造了研究中描述的表面声波装置。除了产生强量子耦合外，这些装置还具有制造简单、尺寸小、能够处理大量功率等优点。

除了在混合量子计算中的应用之外，该团队表示，其技术还可用于光谱学，探索材料作为传感器的特性并研究凝聚态物理。