Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Guo Guoping, Canzone Xiangxiang, Deng Guangwei (ora a UESTC), dalla University of Science and Technology of China (USTC) dell'Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con il Prof. Tian Lin dell'Università della California, Merce, e Origin Quantum Company Limited, fatto progressi nei risonatori nanomeccanici. Hanno realizzato manipolazioni fononiche coerenti all'interno di risonatori meccanici spazialmente separati. Lo studio è stato pubblicato online in PNAS .

Con il rapido sviluppo delle nanotecnologie, dispositivi come risonatori a onde acustiche di superficie e risonatori nanomeccanici si sono rivelati adatti per la generazione, Conservazione, e manipolazione di pochi o anche singoli fononi, che può essere ulteriormente applicato nel processo di informazione sia classico che quantistico. La realizzazione delle varie applicazioni richiede una manipolazione coerente tra i diversi modi fononici.

Manipolazioni coerenti all'interno di modi fononici vicini sono stati segnalati in precedenza, mentre il trasferimento di informazioni coerente controllabile tra modi fononici spazialmente separati, rimane tecnicamente impegnativo. Concentrandosi su questo obiettivo, i ricercatori hanno progettato un nuovo dispositivo basato sui loro precedenti risultati.

Sfruttando le straordinarie proprietà elettroniche e meccaniche del grafene, hanno realizzato un forte accoppiamento sintonizzabile tra modi fononici non vicini, mediato dalla modalità fonone centrale. Migliorando la progettazione della struttura del campione e la tecnica di misurazione, le forze di accoppiamento e i fattori di qualità sono esaltati da uno e due ordini di grandezza, rispettivamente, rispetto al loro lavoro precedente. La cooperativa raggiunge 107, che è di diversi ordini di grandezza superiore ad altre opere.

Con proprietà combinate di elevata accordabilità, grande forza di accoppiamento, e ottima coerenza, i ricercatori hanno dimostrato oscillazioni Rabi sintonizzabili elettricamente e interferenze Ramsey tra modalità fononiche non adiacenti in questo sistema.

Questo studio è la prima realizzazione sperimentale di dinamiche fononiche coerenti sintonizzabili tra modi fononici non adiacenti. Mostra nuove possibilità verso l'archiviazione e l'elaborazione delle informazioni utilizzando modalità fononiche in risonatori nanomeccanici, e dispositivi ibridi basati sulla nanofononica.

"Questi risultati vanno chiaramente al di là di quanto ottenuto finora sulla manipolazione coerente dei risonatori nel regime classico, " hanno affermato i revisori di questo studio. Approfittando delle tecnologie di raffreddamento, questo studio ha anche fatto luce sulle manipolazioni coerenti dei fononi nel regime quantistico e sullo sviluppo di nuovi dispositivi quantistici basati sui fononi.