Un groupe de recherche dirigé par le Pr Guo Guoping, Chanson Xiangxiang, Deng Guangwei (maintenant à UETC), de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec le professeur Tian Lin de l'Université de Californie, Merci, et Origin Quantum Company Limited, fait des progrès dans les résonateurs nanomécaniques. Ils ont réalisé des manipulations de phonons cohérentes dans des résonateurs mécaniques séparés dans l'espace. L'étude a été publiée en ligne dans PNAS .

Avec le développement rapide de la nanotechnologie, des dispositifs tels que des résonateurs à ondes acoustiques de surface et des résonateurs nanomécaniques se sont avérés adaptés à la génération, espace de rangement, et la manipulation de quelques ou même un seul phonon, qui peut être appliqué davantage dans le processus d'information classique et quantique. La réalisation des différentes applications nécessite une manipulation cohérente entre les différents modes de phonons.

Des manipulations cohérentes au sein des modes de phonons voisins ont été rapportées précédemment, tout en contrôlant un transfert d'informations cohérent entre des modes de phonons séparés dans l'espace, reste techniquement difficile. En se concentrant sur cet objectif, les chercheurs ont conçu un nouvel appareil basé sur leurs réalisations précédentes.

Profitant des propriétés électroniques et mécaniques extraordinaires du graphène, ils ont réalisé un couplage fort accordable entre des modes de phonons non voisins, médiatisé par le mode phonon central. En améliorant la conception de la structure de l'échantillon et la technique de mesure, les forces de couplage et les facteurs de qualité sont augmentés d'un et deux ordres de grandeur, respectivement, par rapport à leur travail précédent. La coopérativité atteint 107, ce qui est plusieurs ordres de grandeur plus élevé que d'autres travaux.

Avec des propriétés combinées de haute accordabilité, grande force de couplage, et une excellente cohérence, les chercheurs ont démontré des oscillations de Rabi et des interférences de Ramsey réglables électriquement entre des modes de phonons non voisins dans ce système.

Cette étude est la première réalisation expérimentale d'une dynamique de phonons cohérent accordable entre des modes de phonons non voisins. Il montre de nouvelles possibilités pour le stockage et le traitement de l'information en utilisant les modes phonons dans les résonateurs nanomécaniques, et des dispositifs hybrides basés sur la nanophononique.

"Ces résultats vont clairement au-delà de ce qui a été réalisé jusqu'à présent sur la manipulation cohérente des résonateurs en régime classique, " ont déclaré les examinateurs de cette étude. Profitant des technologies de refroidissement, cette étude a également mis en lumière les manipulations cohérentes des phonons dans le régime quantique et le développement de nouveaux dispositifs quantiques basés sur les phonons.