音でデバイスをテストし、量子ビットを制御する(Using sound to test devices, control qubits)

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2023-10-24 ハーバード大学

◆音響共振器は、現代の多くのスマートフォン、Wi-Fi、GPSシステムなどで使用されており、電気の代わりに光を利用して信号のノイズを除去するためのレーダーとして機能します。しかし、これらの共振器は時間とともに劣化する可能性があり、その品質をモニタリングする手法は不足していました。
◆ハーバード大学とパデュー大学の研究者は、ケイ化炭素内の原子空孔を活用して音響共振器の安定性と品質を測定するシステムを開発しました。この技術は共振器の性能を監視し、さまざまなデバイスでの利用や量子情報処理に新たな可能性を提供します。また、このアプローチにより、音響共振器内部を非破壊で調査できるため、デバイスの劣化箇所や最適な動作を示すことができます。この研究は、量子技術や材料制御の新たな可能性を開くものとして注目されています。

<関連情報>

炭化ケイ素におけるシリコン空孔のスピン音響制御 Spin-acoustic control of silicon vacancies in 4H silicon carbide

Jonathan R. Dietz,Boyang Jiang,Aaron M. Day,Sunil A. Bhave &Evelyn L. Hu
Nature Electronics  Published:21 September 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41928-023-01029-4

音でデバイスをテストし、量子ビットを制御する(Using sound to test devices, control qubits)

Abstract

Bulk acoustic resonators can be fabricated on the same substrate as other components and can operate at various frequencies with high quality factors. Mechanical dynamic metrology of these devices is challenging as the surface information available through laser Doppler vibrometry lacks information about the acoustic energy stored in the bulk of the resonator. Here we report the spin-acoustic control of naturally occurring negatively charged silicon monovacancies in a lateral overtone bulk acoustic resonator that is based on 4H silicon carbide. We show that acoustic driving can be used at room temperature to induce coherent population oscillations. Spin-acoustic resonance is shown to be useful as a frequency-tunable probe of bulk acoustic wave resonances, highlighting the dynamical strain distribution inside a bulk acoustic wave resonator at ambient operating conditions. Our approach could be applied to the characterization of other high-quality-factor microelectromechanical systems and has the potential to be used in mechanically addressable quantum memory.

0403電子応用
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