研究人员首次在芯片上控制和调制声波

声波比相同频率的电磁波慢，但即使在计算和通信的高速世界中，这也不是一件坏事。短声波很容易被限制在纳米级结构中，不容易相互交谈，并且与它们被限制在其中的系统有很强的相互作用，这使得它们在经典和量子应用中都很有用。

现在，哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的研究人员首次展示了利用片上电场控制和调制声波。

Tiantsai 的 Marko Loncar 说：“声波有望作为量子和经典信息处理的片上信息载体，但由于无法以低损耗、可扩展的方式控制声波，声学集成电路的发展受到了阻碍。”林教授是 SEAS 的电气工程教授，也是这项工作的资深作者。“在这项工作中，我们展示了我们可以在集成铌酸锂平台上控制声波，使我们更接近声学集成电路。”

该研究发表在《自然电子学》上。

Loncar 和他的团队利用铌酸锂的独特特性构建了一个片上电声调制器，以控制在片上波导中传播的声波。通过施加电场，调制器可以控制芯片上声波的相位、幅度和频率。

“这项工作利用声波进行量子和经典计算取得了进展，”SEAS 的前研究生和博士后研究员、该论文的第一作者 Linbo Shao 说。

“以前的声学设备是无源的，但现在我们有了电调制来主动调谐声学设备，这使得使用这些类型的声学设备在未来开发微波信号处理中能够实现许多功能。”

邵目前是弗吉尼亚理工大学的助理教授。

虽然这项研究展示了一种芯片上的设备，但研究人员正在努力构建更复杂的大规模声波电路，并与其他量子系统(如钻石色心)互连。

“我们的工作为下一代微波信号处理的高性能声波器件和电路以及连接不同类型量子系统(包括固态原子系统和超导量子位)的片上量子网络和接口铺平了道路”邵说。

该研究由 Di Zhu、Marco Colangelo、Daehun Lee、Neil Sinclair、Yaowen Hu、Peter T. Rakich、Keji Lai 和 Karl K. Berggren 共同撰写。

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